电池配组算法的研究与系统实现

• 作 者: 郦柏金
• 机 构: 杭州电子科技大学
• 出 处: 杭州电子科技大学
• 发表日期: 2013年期
• 关键词: 汽车工程 动力电池组 聚类算法 单片机

随着人类社会文明的高速发展,汽车在人类的社会生活中的需求也越来越广泛。然而作为汽车上的动力来源之一的汽油等石化能源,由于其资源有限,同时石化能源在燃烧之后所生成的气体也会给大气造成污染,动力电池取代石化能源,作为汽车上的动力来源,已经成为一种趋势。但是动力电池本身存在缺陷,如容量小,单体电压低的缺点,动力电池必须以电池组的形式才能够给电动汽车提供足够的动力。动力电池组在工作的时候,由于本身单体电池间存在的差异性,单体电池之间的工作性能存在着差异,如果差异过大,会对电池组的使用性能以及使用寿命造成很大的影响。因此,减小电池之间的差异性,一种合理的电池配组方法是很有必要的。　　本文首先介绍了电池一致性理论的相关概念。为了减小单体电池之间的不一致性,提出了电池配组的方法。综合介绍了现在流行的几种电池配组方法,通过对各种配组方法优缺点的对比,本文选择了动态特性配组的方法。本文提出了采用FCM聚类算法(模糊c均值)来对电池的充放电曲线进行分类,以达到将一致性高的电池分到同一类中的目的。FCM聚类算法由于能客观反映样本对类的归属,而且它思想相对简单,运算效率高,将其应用到电池分类中具有很强的可行性。　　然后根据系统的要求,建立了以STM32F103RBT6单片机为主控的下位机单元,以S3C6410为上位机控制核心的电池配组系统。其中STM32F103RBT6单片机所完成的工作主要包括了电池电压的采集、数据的存储、保护电路的控制以及通信电路的控制。而S3C6410则负责上位机界面的显示,主要为电池充放电曲线的实时显示。最后在S3C6410上完成了配组方法的实现。两者之间通过串口来进行通信。　　最后对设计的电池配组系统进行了实验,来验证配组方法的可行性。实验的对象是一组采用本文设计的配组系统配组完成的动力电池组,以及另一组仅根据容量进行配组的动力电池组。通过两组电池组进行循环实验,对实验完的动力电池组的容量以及自放电率等方面进行分析研究,从而验证了本文提出的方案的可行性。