基于Wi-Fi的蓄电池自动配组系统设计与实现

摘要

随着铅酸蓄电池产业的高速发展，它已是我国新能源领域中重要的组成部分。铅酸蓄电池具有循环性好、续航时间持久，且价格低廉等特点，在我们日常生活中作为动力能源起到非常重要的作用。通常，由于单体铅酸蓄电池的驱动能力不强，因此蓄电池必须以电池组的形式才能给电动车提供足够的动力。蓄电池在正常工作时，由于其组内的单体蓄电池存在性能上的差异，如果这种差异过大，会对整体蓄电池的性能造成很大的影响，最终导致动力铅酸蓄电池组的使用寿命提前终止。
　　目前，国内大都数蓄电池生产厂商由人工的方法进行电池配组。采用人工的电池配组方法会有测量电压不精确、记录电压繁琐、配组运算大等问题。基于 Wi-Fi的蓄电池自动配组系统需要较少的人工参与，具有配组的准确率好、成功率高、稳定性优等特点，改善了蓄电池配组现状。
　　本文的研究工作主要有：
　　(1)学习Wi-Fi组网技术，将一种基于C/S架构的分布式局域网应用在蓄电池自动配组系统之中，每个设备终端通过Socket套接字与服务器通信，构成一主多从的“星”式系统架构；
　　(2)分析现有的蓄电池生产厂商的配组工艺，提出一种基于图割理论的快速配组算法；
　　(3)运用C＃语言开发了上位机服务器软件，为多个下位机手持式配组仪提供服务；
　　(4)在下位机手持式配组仪上移植了μC/OS-II实时操作系统，用来完成多任务工作，通过4.3寸液晶触摸屏，设计了友好的人机交互界面，提高自动配组的效率；
　　(5)编写下位机Bootloader程序，方便用户直接通过上位机软件对手持式配组仪终端进行程序更新。
　　(6)设计了上位机和下位机之间的通信协议、CRC校验算法以及状态机的数据接收方法。
　　经现场测试，与传统的人工配组相比，基于 Wi-Fi的蓄电池自动配组系统具有配组效率高、组内单电池的一致性好、操作界面方便、使用简单等优点。在3200个现场采集电池数据的验证下，电池配组的成功率高达96.5％，相比相同数据的人工配组的成功率提高了44.4%，且配组后的电池组中单体电池一致性也有较大提高，基本达到了预期目标。

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第1章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 动力电池的现状简介

1.3 电池配组技术国内外研究现状

1.4 电池配组技术的发展趋势

1.5 课题研究的目的和意义

1.6课题来源和研究内容

第2章 电池配组特性参数及系统总体设计

2.1铅酸蓄电池的生产和“化成”车间现状

2.2电池配组特性参数

2.3 系统方案

2.4 系统总体设计

2.5 本章小结

第3章 配组算法设计与实现

3.1几种常用分类算法概述

3.2 图割理论的快速配组算法

3.3 本章小结

第4章 系统硬件设计

4.1系统硬件结构

4.2微控制器电路设计

4.3 电源管理电路设计

4.4 液晶屏驱动电路设计

4.5 Wi-Fi通信电路设计

4.6电压测量电路设计

4.8 本章小结

第5章 系统软件设计

5.1 上位机服务器软件设计

5.2 下位机手持式配组仪软件设计

5.3 Wi-Fi通信协议设计

5.4 本章小结

第6章 配组系统调试及实验结果分析

6.1 实验室调试

6.2 现场调试

6.3 实验结果分析

6.4本章小结

第7章 总结与展望

7.1 本文研究工作总结

7.2 进一步研究工作展望

参考文献

致谢

附录