Thiết kế hệ thống bảo vệ pin điện áp cao cho xe điện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ THIẾT KẾ HỆ THỐNG BẢO VỆ PIN ĐIỆN ÁP CAO CHO XE ĐIỆN GVHD: TS LÊ THANH PHÚC SVTH: TRẦN THÁI NGUN NGUYỄN HỒI TÚ SKL009368 Tp Hồ Chí Minh, tháng 8/2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG BẢO VỆ PIN ĐIỆN ÁP CAO CHO XE ĐIỆN SVTH: TRẦN THÁI NGUYÊN MSSV: 18145408 SVTH: NGUYỄN HOÀI TÚ MSSV: 18145484 GVHD: TS LÊ THANH PHÚC Tp Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2022 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án ngày hôm nay, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Khoa Cơ Khí Động Lực- trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh thầy Lê Thanh Phúc – giảng viên hướng dẫn – tạo điều kiện, hỗ trợ chúng em đưa hướng dẫn giúp chúng em hoàn thiện đồ án cách tốt giúp tụi em có hội học tập, nghiên cứu phịng thí nghiệm đại, đầy đủ tất trang thiết bị Ngoài ra, chúng em xin gửi lời cảm ơn đến tất thầy, cô giảng dạy truyền đạt cho chúng em kiến thức vô quý báu thông qua mơn học trước giúp chúng em tích lũy kiến thức, chuyên môn kỹ khác để vận dụng vào đồ án cách hiệu Mặt khác, nỗ lực cố gắng làm việc nhóm, chúng em cịn nhận hỗ trợ, giúp đỡ quý báu từ gia đình bạn bè, qua chúng em muốn gửi lời cảm ơn vô sâu sắc đến Bên cạnh kết định mà nhóm đạt được, chun mơn kinh nghiệm cịn hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót Do đó, chúng em mong nhận góp ý từ quý thầy để chúng em rút kinh nghiệm từ điều chỉnh để làm cho đồ án chúng em hoàn thiện Một lần nữa, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc kính chúc tất quý thầy cơ, gia đình bạn bè dồi dào sức khỏe, niềm vui thành công sống i TÓM TẮT Hiện nay, xu hướng sử dụng nguồn lượng thay cho nhiên liệu hóa thạch ngày trở nên phổ biến hơn, việc tìm kiếm nguồn lượng cho phương tiện lại khơng ngoại lệ Chính điều mà xu hướng xe điện bùng nổ Việt Nam toàn giới Như biết, ưu điểm mà xe điện mang lại vô nhiều để sử dụng cách hiệu đảm bảo tiêu chuẩn an toàn cần có mạch quản lí pin (BMS) Ở đồ án “Thiết kế hệ thống bảo vệ pin điện áp cao cho xe điện.” này, mạch BMS đóng vai trị vơ quan trọng việc bảo đảm vấn đề hiệu suất an toàn, đồng thời kéo dài tuổi thọ pin Sau thời gian tìm hiểu, nghiên cứu thực đề tài này, nhóm thiết kế hệ thống quản lí pin đảm bảo không xảy vấn đề việc sụt áp, dòng nhiệt độ cao pin trình sử dụng Hệ thống hoạt động hiệu quả, nhiên hiệu suất pin thấp việc chống nước, rò rỉ điện cần phát triển thêm thời gian tới Nội dung chương sau: Chương 1: Nghiên cứu tổng quan đề tài Chương 2: Tìm hiểu pin Lithium linh kiện sử dụng mạch Chương 3: Tính tốn, thiết kế hệ thống bảo vệ pin vấn đề quản lí điện áp, dịng điện nhiệt độ Chương 4: Trình bày mục tiêu thực nghiệm kết thực nghiệm đạt Chương 5: Kết luận, nêu lên số hạn chế đề tài kiến nghị cải tiến cho mô hình sau tương lai ii } /** * Enable DMA controller clock */ static void MX_DMA_Init(void) { /* DMA controller clock enable */ HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE(); /* DMA interrupt init */ /* DMA1_Channel1_IRQn interrupt configuration */ HAL_NVIC_SetPriority(DMA1_Channel1_IRQn, 0, 0); HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA1_Channel1_IRQn); } /** * @brief GPIO Initialization Function * @param None * @retval None */ static void MX_GPIO_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0}; /* GPIO Ports Clock Enable */ 82 HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE(); HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); /*Configure GPIO pin Output Level */ HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_RESET); /*Configure GPIO pin : PB15 */ GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_15; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW; HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct); } /* USER CODE BEGIN */ /* USER CODE END */ /** * @brief This function is executed in case of error occurrence * @retval None */ void Error_Handler(void) { /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */ /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */ disable_irq(); 83 while (1) { } /* USER CODE END Error_Handler_Debug */ } #ifdef USE_FULL_ASSERT /** * @brief Reports the name of the source file and the source line number * where the assert_param error has occurred * @param file: pointer to the source file name * @param line: assert_param error line source number * @retval None */ void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line) { /* USER CODE BEGIN */ /* User can add his own implementation to report the file name and line number, ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */ /* USER CODE END */ } #endif /* USE_FULL_ASSERT */ 84 CODE CỦA MẠCH QUẢN LÍ 72 CELLS: /* USER CODE BEGIN Header */ /** *********************************************************************** ******* * @file * @brief : main.c : Main program body *********************************************************************** ******* * @attention * * Copyright (c) 2022 STMicroelectronics * All rights reserved * * This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file * in the root directory of this software component * If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS * *********************************************************************** ******* */ /* USER CODE END Header */ /* Includes */ #include "main.h" /* Private includes */ /* USER CODE BEGIN Includes */ 85 /* USER CODE END Includes */ /* Private typedef -*/ /* USER CODE BEGIN PTD */ /* USER CODE END PTD */ /* Private define */ /* USER CODE BEGIN PD */ /* USER CODE END PD */ /* Private macro -*/ /* USER CODE BEGIN PM */ uint16_t ADC_VAL[3]; /* USER CODE END PM */ /* Private variables -*/ ADC_HandleTypeDef hadc1; DMA_HandleTypeDef hdma_adc1; /* USER CODE BEGIN PV */ /* USER CODE END PV */ /* Private function prototypes -*/ void SystemClock_Config(void); static void MX_GPIO_Init(void); static void MX_DMA_Init(void); static void MX_ADC1_Init(void); 86 /* USER CODE BEGIN PFP */ /* USER CODE END PFP */ /* Private user code -*/ /* USER CODE BEGIN */ /* USER CODE END */ /** * @brief The application entry point * @retval int */ int main(void) { /* USER CODE BEGIN */ /* USER CODE END */ /* MCU Configuration */ /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick */ HAL_Init(); /* USER CODE BEGIN Init */ /* USER CODE END Init */ /* Configure the system clock */ 87 SystemClock_Config(); /* USER CODE BEGIN SysInit */ /* USER CODE END SysInit */ /* Initialize all configured peripherals */ MX_GPIO_Init(); MX_DMA_Init(); MX_ADC1_Init(); /* USER CODE BEGIN */ /* USER CODE END */ /* Infinite loop */ /* USER CODE BEGIN WHILE */ while (1) { HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1,(uint32_t*)ADC_VAL, 3); HAL_Delay(100); HAL_ADC_Stop_DMA(&hadc1); if ((ADC_VAL[0] > 1325) && (ADC_VAL[1] > 1227)) { HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_SET); } else { HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_RESET); 88 HAL_Delay(10); if (ADC_VAL[2] > 1100) {HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_SET); HAL_Delay(10); } } /* USER CODE END WHILE */ /* USER CODE BEGIN */ } /* USER CODE END */ } /** * @brief System Clock Configuration * @retval None */ void SystemClock_Config(void) { RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0}; RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0}; RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit = {0}; /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters * in the RCC_OscInitTypeDef structure */ RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE; RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON; 89 RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1; RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9; if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK) { Error_Handler(); } /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks */ RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2; RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK; RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1; RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2; RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1; if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK) { Error_Handler(); } PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_ADC; PeriphClkInit.AdcClockSelection = RCC_ADCPCLK2_DIV6; if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit) != HAL_OK) { Error_Handler(); 90 } } /** * @brief ADC1 Initialization Function * @param None * @retval None */ static void MX_ADC1_Init(void) { /* USER CODE BEGIN ADC1_Init */ /* USER CODE END ADC1_Init */ ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0}; /* USER CODE BEGIN ADC1_Init */ /* USER CODE END ADC1_Init */ /** Common config */ hadc1.Instance = ADC1; hadc1.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_ENABLE; hadc1.Init.ContinuousConvMode = DISABLE; hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE; hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START; hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT; 91 hadc1.Init.NbrOfConversion = 2; if (HAL_ADC_Init(&hadc1) != HAL_OK) { Error_Handler(); } /** Configure Regular Channel */ sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_0; sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1; sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_1CYCLE_5; if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK) { Error_Handler(); } /** Configure Regular Channel */ sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_1; sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_2; if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK) { Error_Handler(); } /* USER CODE BEGIN ADC1_Init */ /* USER CODE END ADC1_Init */ } 92 /** * Enable DMA controller clock */ static void MX_DMA_Init(void) { /* DMA controller clock enable */ HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE(); /* DMA interrupt init */ /* DMA1_Channel1_IRQn interrupt configuration */ HAL_NVIC_SetPriority(DMA1_Channel1_IRQn, 0, 0); HAL_NVIC_EnableIRQ(DMA1_Channel1_IRQn); } /** * @brief GPIO Initialization Function * @param None * @retval None */ static void MX_GPIO_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0}; /* GPIO Ports Clock Enable */ HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE(); HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); 93 HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); /*Configure GPIO pin Output Level */ HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_RESET); /*Configure GPIO pin : PB15 */ GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_15; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW; HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct); } /* USER CODE BEGIN */ /* USER CODE END */ /** * @brief This function is executed in case of error occurrence * @retval None */ void Error_Handler(void) { /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */ /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */ disable_irq(); while (1) { 94 } /* USER CODE END Error_Handler_Debug */ } #ifdef USE_FULL_ASSERT /** * @brief Reports the name of the source file and the source line number * where the assert_param error has occurred * @param file: pointer to the source file name * @param line: assert_param error line source number * @retval None */ void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line) { /* USER CODE BEGIN */ /* User can add his own implementation to report the file name and line number, ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */ /* USER CODE END */ } #endif /* USE_FULL_ASSERT */ 95 S K L 0