【摘要】：鋰離子電池因?yàn)槠渲亓枯p、能量高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),使其在航空領(lǐng)域得到迅速的發(fā)展。在航空鋰電池的使用過(guò)程中,由于電池得不到充分的維護(hù)、電池的維護(hù)流程不合理以及電池的性能檢查不正確等原因,造成電池在使用中不能充分發(fā)揮其性能,因此電池的地面維護(hù)已經(jīng)成為其應(yīng)用的重要保障。目前國(guó)內(nèi)航空電池的地面維護(hù)設(shè)備的種類不多,維護(hù)設(shè)備大多是電池的生產(chǎn)商提供,因此設(shè)備的功能不一,檢測(cè)能力參差不齊。電池的常見(jiàn)維護(hù)需求包括電池容量補(bǔ)充,電池存儲(chǔ)狀態(tài)調(diào)整和電池性能檢查,同時(shí)需要對(duì)電池的維護(hù)情況進(jìn)行記錄,以便對(duì)使用中的電池進(jìn)行管理。針對(duì)上述需求,本文設(shè)計(jì)了一款集成電池組容量維護(hù)、性能檢測(cè)以及電池管理等功能于一體的航空鋰電池地面維護(hù)系統(tǒng),既能夠自動(dòng)化完成電池的地面維護(hù)功能,也能夠通過(guò)參數(shù)設(shè)置對(duì)電池進(jìn)行性能測(cè)試,為電池性能研究提供支撐。本文設(shè)計(jì)的地面維護(hù)系統(tǒng)分為檢測(cè)保護(hù)單元和上位機(jī)系統(tǒng)兩大部分,其中檢測(cè)保護(hù)單元是針對(duì)電池組維護(hù)過(guò)程中采樣和保護(hù)需求進(jìn)行設(shè)計(jì)的嵌入式單元,用于實(shí)現(xiàn)對(duì)電池組總電壓、單體電壓、充放電電流、電池組溫度等多個(gè)物理量的采樣,以及在出現(xiàn)過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流、溫度過(guò)高等故障時(shí)切斷充放電回路實(shí)現(xiàn)對(duì)電池組的保護(hù);上位機(jī)軟件是自動(dòng)維護(hù)的控制核心,一方面實(shí)現(xiàn)電池組的維護(hù)過(guò)程控制,實(shí)現(xiàn)電池組的容量補(bǔ)充、狀態(tài)調(diào)整、報(bào)廢處理、容量檢查以及監(jiān)控模塊檢查等多項(xiàng)維護(hù)功能,并對(duì)維護(hù)過(guò)程進(jìn)行故障保護(hù),保證電池組在維護(hù)過(guò)程中安全性;另一方面軟件提供良好的人機(jī)交互界面,提供電池維護(hù)參數(shù)的修改以滿足對(duì)不同參數(shù)的電池進(jìn)行維護(hù)的能力,以及對(duì)電池的維護(hù)信息進(jìn)行記錄。在滿足上述要求的基礎(chǔ)上,本文完成了鋰電池組地面維護(hù)系統(tǒng)的制作。最后通過(guò)對(duì)維護(hù)系統(tǒng)的采樣能力和維護(hù)功能進(jìn)行測(cè)試,證明了該系統(tǒng)對(duì)航空鋰電池組的采樣能力滿足技術(shù)指標(biāo),能夠準(zhǔn)確計(jì)算維護(hù)過(guò)程補(bǔ)充或消耗的電池容量,為電池組的性能測(cè)試與分析提供了可靠的研究平臺(tái)和數(shù)據(jù)支持。
【圖文】：

圖 3-3 單片機(jī)系統(tǒng)原理圖Figure 3-3 MCU system schematic diagram檢測(cè)保護(hù)單元的軟件按照功能模塊進(jìn)行編寫(xiě)，其主程序用于完成系統(tǒng)的始化，然后逐個(gè)模塊運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)和保護(hù)功能，其主流程為：

圖 3-6 為 28V 轉(zhuǎn) 24V 原理圖，AC/DC 電源輸出 28V 電壓，經(jīng)過(guò)保險(xiǎn)絲、向瞬變電壓抑制二極管進(jìn)行保護(hù)后，，通過(guò) WD75-24S24M1 穩(wěn)壓模塊輸出V 電壓。其中保險(xiǎn)絲 F1、F2 是為了防止有大電流流過(guò)時(shí)燒毀設(shè)備，保護(hù)V 電源和其后各個(gè)模塊。雙向瞬變電壓抑制二極管用于吸收當(dāng)輸入電壓發(fā)浪涌和因繼電器閉合與斷開(kāi)產(chǎn)生的尖峰脈沖時(shí)產(chǎn)生的浪涌電壓，抑制過(guò)大電壓對(duì) DC-DC 電源造成損壞[46]。為了提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，在電源輸入加濾波電容和電感，以去除電源干擾。經(jīng)過(guò)濾波電路后給 DC-DC 提供一穩(wěn)定的 24V 電壓，作為繼電器驅(qū)動(dòng)電源，同時(shí)也作為下一級(jí)電源轉(zhuǎn)換的輸。LED 作為系統(tǒng)電源指示燈，用于提示是否接上外電源。
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V242.2;V267

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本文編號(hào)：2517804