Розробка системи ефективного заряду та балансування Li-Ion акумуляторів електромобіля на прикладі високовольтної батареї Chevrolet Volt

Abstract

Мета роботи – розробка системи ефективного заряду Li-Ion акумуляторів для електромобіля. Об’єкт роботи – є процеси заряду-розряду у Li-Ion акумуляторах для електромобіля. Предмет роботи – є система моніторингу та керування балансуванням високовольтної гібридної батареї заводського типу автомобіля Chevrolet Volt на основі стандартних модулів контролю напруги. Актуальність роботи присвячена питанням розробки систем ефективного заряду та балансування Li-Ion акумуляторів електромобіля на прикладі високовольтної батареї Chevrolet Volt. Стрімкий розвиток електротранспорту та зростання кількості електромобілів зумовлюють підвищені вимоги до надійності, безпеки та ефективності роботи літій-іонних тягових акумуляторних батарей. Саме акумуляторна батарея є одним із найдорожчих та найкритичніших елементів електромобіля, а її ресурс, енергетична ефективність і безпечна експлуатація значною мірою залежать від якості системи контролю та управління (BMS) і алгоритмів заряду-розряду. Сучасні серійні системи BMS, зокрема заводського типу, не завжди забезпечують оптимальне балансування елементів, адаптацію до реальних умов експлуатації та гнучке налаштування параметрів заряду, що може призводити до зниження ємності батареї, прискореного старіння елементів і зменшення загального терміну служби акумулятора. Особливо актуальною є проблема ефективного заряду високовольтних літій-іонних батарей гібридних та електричних автомобілів, таких як Chevrolet Volt, з урахуванням особливостей їхньої архітектури та протоколів обміну даними. У цьому контексті актуальним є дослідження процесів заряду-розряду Li-Ion акумуляторів, аналіз існуючих рішень систем ефективного заряду та вдосконалення алгоритмів контролю й балансування. Важливе практичне значення має декодування протоколів обміну BMS і розробка власного програмного забезпечення керування на базі спеціалізованої плати керування, що дозволяє підвищити продуктивність, надійність та енергоефективність акумуляторної батареї. Таким чином, дипломна робота є актуальною з огляду на сучасні тенденції розвитку електромобільної галузі, потребу в підвищенні ефективності використання літій-іонних тягових батарей та вдосконаленні систем їхнього контролю й управління, що має як наукове, так і прикладне значення для електротранспорту.