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4. 本文的SOC估算方法 18
4.1 基于开路电压法与安时积分法 18
4.2 系统流程图 18
5.系统设计 20
5.1 主控板 20
5.1.1 9KEAZ128AMLK单片机芯片 20
5.1.2 TRK-KEA128开发平台 21
5.2 采集板 22
5.2.1 LTC6802-2电压采集芯片 22
5.2.2 采集板原理 23
5.3 其他硬件模块 25
5.3.1 负载 25
5.3.2 电池组 26
5.3.3 继电器 26
5.3.4 电流传感器 27
5.3.5 电平转换模块 27
5.4 上位机 27
5.5 软件设计 28
5.5.1 程序原理简介 28
5.5.2 程序流程图 29
5.6 实验过程 29
6. 结论 31
6.1电池恢复稳定曲线 31
6.2电池放电曲线 32
6.3电池回弹电压曲线 33
6.4电池SOC估算 34
6.4.1 电池工作时电压与SOC的关系 34
6.4.2 电池在充电时电压与SOC的关系 34
6.4.3安时积分法得出SOC与开路电压标准SOC比较曲线 35
7. 总结与展望 36
7.1 本文内容总结 36
7.2 进一步研究与展望 36
致谢 37
参考文献 38
1.引言
1.1 课题背景
电动汽车的环保优势因为能源紧张和气候恶化而受到了全球的关注。汽车使用电能取代了汽油等燃料作为动力，是未来交通的唯一长远解决方案。而作为新能源体系不可或缺的重要组成部分，锂离子电池组受到大型电动车辆、电动工具、太阳能及风力发电储能设备、UPS、医疗仪器设备等市场越来越多的关注。
锂电池组可以用于混合动力汽车方面，同时也用于其它需要大电流充放电的场合，以及发电储能装置等各个领域。而作为在这些领域工作的动力电池组，对它的要求是：容量高、能大电流充放电、输出电压高、良好的充放电循环性能、输出电压稳定、电化学稳定性能、使用中安全(不会因过充电、过放电及短路等操作不当而引起燃烧或爆炸)、工作温度范围宽、无毒或少毒、对环境无污染。动力电池在实际运用中要满足多方面的性能要求，除了无毒或少毒、对环境无污染或少污染等绿色环保等前提外，还要确保电化学性能稳定，可靠性高，使用安全。同时，要着重考虑的是电池组的充放电性能，循环寿命和工作的范围等指标。采用 LiFePO4作正极的磷酸铁锂电池组在这些性能要求上都不错，特别在大放电率放电(5~10C 放电)、放电电压平稳上、安全上(不燃烧、不爆炸)、寿命上(循环次数)、对环境无污染这些方面。磷酸铁锂电池组是目前最好的大电流输出动力电池组。
但是当前磷酸铁锂电池组存在的问题是：快速充放电性能差、价格高和过充放电保护问题。在过充或滥用的条件下，磷酸铁锂电池组可能发生火灾或爆炸。因此，为确保磷酸铁锂电池组的安全性，必须使用电池组监测系统。此法虽然有效，但增大了电池组的成本和体积。
磷酸铁锂（LiFePO4）电池在安全性能、环保、循环寿命、材料来源等方面有着非常显著的优势。由于其化学结构稳定，在过充电的情况下也不会产生游离氧，是目前安全性能相对较高的锂离子电池。随着研究的深入，磷酸铁锂电池的性能得到不断改善，被公认为储能电池和动力电池的首选材料。
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