基于STM32和BQ76940的电池管理系统设计

利用STM32单片机设计了一种电池管理系统,实现15节串联锂电池的有效管理。采用BQ76940电池监控芯片设计检测单元,并基于开关电容的电力、电子、电路设计主动均衡单元。系统还利用安时积分法和开路电压法估算电池的荷电状态（State of Charge,SOC）,以及利用电池等效模型和通过参数辨识的方法实现在线检测电池的内阻增大性失效故障。介绍了该电池管理系统软硬件的设计方法,并对电池管理系统中的检测单元、均衡单元和内阻辨识进行了测试。实验结果表明：该电池管理系统能够采集电池的电压、电流和温度,能对电压不一致的单体电池进行均衡,并且有效辨识出电池的内阻,具有采样精度高、均衡效果好和能在线检测电池内阻等优点。     

基于修正参数的电动汽车SOC估算方法仿真

电动汽车电池管理系统中最为重要的一个指标就是电池荷电状态（SOC）的估算。针对铅蓄电池的反应机理和工作特性,提出了一种带修正参数的安时-开路电压结合法,分析了将电池老化、放电效率以及温度等参数进行修正后对估算结果的影响,在Matlab中建立了SOC估算仿真模型。仿真结果和实验结果对比表明,该方法具有较高精度,可以精确地反映动力电池组使用情况。     

基于复合模型动力蓄电池SOC估算

采用安时计量法、开路电压法和卡尔曼滤波法相结合估计磷酸铁锂电池初始荷电状态(SOC)。为了修正电池容量特性对SOC的影响,在安时计量法中引入等效电流系数和温度系数,对修正后的安时计量法离散化处理,建立了电池的非线性复合模型的状态方程;结合Shepherd模型、Unnewehr universal模型和Nernst模型获得复合模型的观测方程。建立了基于电池复合模型的扩展卡尔曼滤波法(EKF)来估计SOC。通过Matlab进行了实验研究,经过与实验室测量出的SOC数据对比,EKF收敛很快,设计的估算方法可行实用。     

便捷电池性能快速检测仪设计

针对5V以下的锂电池、镍镉电池、镍氢电池、干电池等电池的开路电压、内阻和电池容量进行快速检测。本设计以STC12C5A60S2单片机为控制核心,通过单片机自带的A/D转换功能进行开路电压的检测.内阻与容量则选用线性霍尔元件ACS712ELCTR-05B-T来测量。容量的测量采用电流积分法。本检测仪具有结构设计简单、性价比高、检测效率高、适用范围广泛的特点,并具有较强的可扩展性。     

纯电动公交车锂离子动力电池的使用条件控制

以北京奥运会纯电动公交车用90Ah锰酸锂电池为研究对象,搭建了模拟电池工作温度和实际运行电流工况的单体寿命测试平台,并分别选取10℃、25℃和40℃进行工况条件下的模拟寿命测试,分析了不同温度和不同SOC使用区间对循环寿命的影响。结果表明:可以通过阿列尼乌斯方程分析不同老化状态的电池极化阻抗与温度的关系,综合利用三阶RC等效电路模型分析电化学阻抗谱有助于得出不同SOC使用区间的极化阻抗与电池容量衰退的作用机制。对比不同加速应力的寿命测试结果,提出了优化的电池使用及管理控制方法,为大规模应用的电池选型以及延长电池寿命提供了依据。     

电动汽车电池管理系统和剩余容量计研究

目的研究和开发电动汽车电池管理系统,实现铅酸储能蓄电池的剩余容量计量技术。方法通过对电动汽车铅酸储能电池基本电化学特性分析,采用了以安时法－Ｐｅｕｋｅｒｔ公式－开路电压法为基本算法,进行电池管理系统的开发,同时考虑了温度、自放电、使用循环寿命等因素对铅酸电池剩余容量预测的影响。结果所开发的管理系统铅酸电池剩余容量静态充放电实验计量误差小于５％,提供给驾驶员一个较准确的剩余容量,并对电池组中每声池进行监测,对铅酸电池的过放电和过充电等非正常工作情况及时报警,实用性强。结论电动汽车电池管理系统可以有效延长电池的使用寿命,优化电池能量的利用,提高电动汽车的性能。     

圆柱18650锂离子动力电池放电及温度特性

能耗和环境问题促使电动汽车快速发展, 锂离子电池在电动汽车储能系统中具有重要的作用. 锂离子动力电池的特性与环境温度紧密相关, 倍率放电容量特性、荷电状态-开路电压曲线是反映电池基本性能的重要特性指标, 也是电池管理系统设计需要参考的重要参数. 该文对圆柱18650三元锂离子动力电池进行了相关的性能试验, 研究了单体和电池组开路电压变化规律、不同放电倍率下的电池容量和不同温度下的电池容量, 为荷电状态估算方法的研究及电池管理系统设计积累了数据.     

基于DC-DC开关电源的梯次电池并联特性研究

为提高动力梯次电池的输出性能,本文基于直流-直流变换(direct current-direct current,DC-DC)开关电源,对梯次电池并联特性进行研究。以某小型电动观光高尔夫汽车退役的磷酸铁锂电池为研究对象,设计了一种DC-DC开关电源技术,实现对梯次电池的充放电。同时,对电池内阻、剩余容量及初始SOC不一致的情况进行研究,验证了梯次磷酸铁锂电池在内阻差别较小的情况下可进行小电流放电,对电池的总容量影响较小。同时,使用DCDC开关电源对电池进行充放电实验。实验结果表明,当SOC较低时,梯次电池的极化内阻明显变大,电池不一致性显著增加,利用梯次电池时,应选择20%～80%的SOC。该研究为梯次电池的循环利用提供了理论基础。     

辅助混合动力电动汽车技术研究(Ⅳ)——水平铅布电池的应用研究

为满足混合动力电动汽车的性能要求,分析了水平铅布电池作为电动力系统电源的适用性．在辅助混合动力电动汽车电池管理系统中,实施了开路电压结合电量累计的方法对电池组剩余容量进行估计;采用了旁路电阻分流技术对电池组进行均衡充电,试验结果表明了方法的可行性．     

动力锂电池管理系统的设计及SOC的估算

采用一种分布式控制方案,实现了对120节动力锂电池的电压、电流、温度等数据实时采集;为准确估计蓄电池的荷电状态(SOC)提供了一种可靠的硬件设计方案.结合安时积分法、开路电压法以及卡尔曼滤波器的复合方法,实现该蓄电池组在放电状态下SOC的估计.利用MATLAB工具建立数学模型,结果表明,该算法对锂电池组的SOC估计具有较高精度.