عنوان پایان‌نامه
سیستم مدیریت باتری های لیتیوم یون برای خودروهای برقی
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکاترونیک
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 56502
- تاریخ دفاع
- ۲۷ مهر ۱۳۹۱
- دانشجو
- سپیده صالح فرد
- استاد راهنما
- بهزاد آسایی
- چکیده
- سیستم مدیریت باتری بمنظور جلوگیری از کوتاه¬شدن عمر باتری، امنیت بالا، بیشترین انرژی قابل دسترس ،... ایجاد شده است. باتری¬های مورد استفاده، دو مدل لیتیوم¬یون می¬باشد که دارای انرژی بیشتری نسبت به باتری¬های دیگر می¬باشد. پس از تحقیقات انجام شده دو روش متعادل سازی غیر فعال و متعادل سازی فعال مورد بررسی قرار می¬گیرد. برای ساده¬تر شدن کنترل و دقت در اندازه¬گیری ولتاژ باتری¬ها، طراحی مدار متعادل سازی غیر فعال پیشنهاد شده است. در این روش بخشی به عنوان محافظ می¬باشد که ولتاژ باتری ها را سطح 20/4 ولت نگه می¬دارد و از افزایش ولتاژ باتری جلوگیری می¬کند. بخش دوم، شارژ باتری می¬باشد که از طریق یک منبع تغذیه، باتری¬ها را با یک جریان ثابت شارژ می¬شوند. بخش سوم اندازه گیری ولتاژ است که با استفاده از شیوه تفاضلی، اندازه ولتاژ هر باتری را گرفته و با یک تقویت کننده، ولتاژ باتری تقویت شده و خروجی آن به مالتی¬پلکسر می¬رود و مالتی¬پلکسر بطور در یک مدت زمان مشخص بصورت مرتب و دوره¬ای، ولتاژ هر باتری را انتخاب و با استفاده از نرم افزار Labview نشان می¬دهد. بخش دیگر نیز شامل اندازه گیری دما می¬باشد که از طریق سنسور دما، دمای باتری اندازه¬گیری می-شود. متعادل سازی فعال دارای بخش محافظ مانند روش متعادل سازی غیر فعال می¬باشد و به روش تفاضلی ولتاژ باتری¬ها اندازه¬گیری می¬شود. در متعادل سازی فعال از سلف استفاده شده است که با استفاده از سلف می¬توان انرژی را ذخیره و توزیع کرد. الگوریتم مورد استفاده شده در این روش با توجه به وضعیت¬های مختلف خودروی برقی به سه حالت تقسیم می¬شود. حالت اول زمانی است که خودرو در حال حرکت است و جریان متغیر می¬باشد و با استفاده از سنسور جریان می¬توان ولتاژ واقعی باتری را اندازه گرفت، حالت دوم زمانی است که خودرو حرکت نمی¬کند، در این حالت جریان ورودی به باتری قطع می¬شود و اندازه¬گیری باتری براساس ولتاژ مدار باز باتری می¬باشد و در ادامه ظرفیت باتری محاسبه می¬شود. حالت سوم زمانی می¬باشد که خودرو در حال شارژ می¬باشد و جریان ثابت است.
- Abstract
- Battery Management System (BMS) is an important part of the electric vehicles (EV). It protects the battery system from damage, predicts and increases battery life, and maintains the battery system in an accurate and reliable operational condition. The BMS performs several tasks such as measuring the system voltage, current and temperature, cells state of charge (SoC), state of health (SoH), protecting the cells, controlling the charge/discharge procedure, data acquisition, communication with on-board and off-board modules, monitoring and storing historical data and the most important task is the cell balancing. Imbalance of cells in battery systems is very important matter in the battery system life. Because without the balancing system, the individual cell voltages will drift apart over time in this investigation, a comparison between the different balancing techniques for pack of batteries has been done. According to this comparison, two different battery balancing techniques for electric vehicle are proposed and analyzed. The configuration of battery Pack for Passive technique is 2P8S Li ion batteries that generate 201Watt. The passive technique is consist of several tasks such as preventing of over voltage of cells, battery charging, voltage monitoring, temperature monitoring. Active technique has same task with passive technique but its more complexity than passive technique, this model has an inductor for getting the high energy from high voltage battery and transferring to low voltage battery. The configuration of battery pack is 4P3S Li ion batteries. Active balancing has three algorithms for electric vehicles, first mode when the vehicle is driving and has a differ current that meters by current sensor, second one when the vehicle is stop that there is a constant current and at last when the vehicle is on plugging that there is a current charge. According to these modes the SOC and remaining capacity of battery is estimated by dynamic charge model of Li ion cell so the pack of battery is balanced.
