基于新一代电源控制器的锂电池在轨管理分析

卫星电源系统已广泛采用锂离子蓄电池组作为在轨储能装置.介绍了基于新一代电源控制器的锂离子蓄电池组在轨管理策略,重点阐述了新一代电源控制器充电控制方式和新一代能源管理软件的应用.实际获取的卫星在轨数据表明,提出的管理策略,既能对锂离子蓄电池组进行恒流恒压充电,又能满足锂离子蓄电池组在轨控温及均衡需求,有助于延长电池使用寿...     

VRLA蓄电池并联充电均衡技术研究

探讨了电动汽车动力蓄电池均衡技术产生的必要性及技术实现的可行性,对现有的蓄电池均衡策略进行归纳总结。在深入对比分析的基础上,创新性地提出了控制策略简单、性能可靠、成本低廉的蓄电池并联充电均衡技术,并独特性地设计出蓄电池串并联转换装置,对不同荷电状态的五块VRLA蓄电池进行三次并联充电、串联放电实验。分析结果表明:蓄电池并联充电均衡技术在改善蓄电池电压的均衡性上具有可行性,并能够有效减小蓄电池组单体间内在特性的差异,从根本上延长串联蓄电池组的使用寿命。     

直流系统蓄电池均衡管理及有效性检测技术研究

为提高直流系统运行的稳定性,确保蓄电池均衡状态及提高蓄电池均衡检测精度,进行了直流系统蓄电池均衡管理及有效性检测技术研究。在直流系统蓄电池上安装就地监控与检测装置;将安装的检测装置与均衡数据采集模块连接起来,采集直流系统蓄电池均衡参数;对蓄电池中剩余的电荷量进行计算,将电池组分成几个小段进行放电试验,从而达到在线检测电池内部电阻的目的。在上述基础上,将间断低充高放理论与直流系统蓄电池的能量守恒相结合,实现了对蓄电池组的在线均衡检测。试验结果表明：所提方法在蓄电池充电前后的不一致度均小于0.1,对蓄电池均衡检测的误差均小于1.000%,说明所提方法的蓄电池达到均衡且检测精度较高。     

GEO卫星锂离子蓄电池组在轨均衡方式研究

锂离子蓄电池组作为GEO卫星的储能电源,已经得到广泛应用。为了防止锂离子蓄电池组在长期充放电过程中离散性的扩大,运行在GEO轨道的长寿命卫星用锂离子蓄电池组一般设计有均衡管理功能,目前在轨广泛应用的一般均为耗散型均衡。根据均衡启控方式不同,可分为定时均衡、定电压均衡和控制电压差均衡三种均衡方式。通过对GEO卫星锂离子蓄电池组典型的三种在轨耗散型均衡方式的遥测数据进行分析,论述了目前在轨应用的这三种均衡方式的均衡特点和在轨均衡效果。     

锂离子电池组实时均衡调节方法研究

针对锂离子电池组在作为能源供能应用中的电压均衡调节目标,基于单体及蓄电池组电压实时检测与高电压对低电压单体均衡调节原理,探索了实时均衡调节方法,并基于此设计了一种便携式锂离子蓄电池组实时主动均衡系统。该系统在锂离子蓄电池供能工作中的实时检测单体及蓄电池组电压、电流、温度等参数值,通过EMI滤波后的组压给单体充电的形式,实现了蓄电池组单体间的电压均衡调节,系统最终尺寸为160×60×105mm,满足便携式需求,与蓄电池组组合应用于AGV小车的供能过程中进行实时均衡调节。实验及现场应用效果表明,该系统实现了9节单体的实时主动均衡,实现在300s以内单体间电压不平衡度低于5%的均衡调节,均衡效率高于80%,达到锂离子电池AGV小车供能的较恶劣条件下实时均衡主动式调节的目标。     

锂离子蓄电池组在轨自主均衡的设计与应用

针对某型号中高轨卫星锂离子蓄电池组在轨均衡管理问题,提出了软件自主均衡、硬件自主均衡和地面指令均衡相结合的在轨均衡管理方案,并对自主均衡设计进行了阐述。开展了在轨自主均衡应用并对在轨数据进行分析,结果表明自主均衡效果良好,实现了对锂离子蓄电池组的自主均衡管理,验证了自主均衡设计的正确性和有效性。     

便携式锂电池组单体电压在线主动均衡系统

针对锂电池组充放电过程中的单体均衡问题,基于实时单体参量高精度检测与快速反馈调节原理,设计并实现了一种便携式锂电池组单体电压在线主动均衡系统。该系统在蓄电池组使用过程中的实时采集电压、电流、温度等电池参量,通过蓄电池组总电压给单体充电的方式,实现了蓄电池组各个单体过充、欠充、过放、过温条件下单体问的均衡,系统整体尺寸为160＊60＊105mm,配备于蓄电池组进行在线均衡调节。实验结果表明,该系统能够实现9只单体的实时主动均衡,尖峰电流均衡响应时间在300s左右实现各个单体之间的电压不平衡度低于5％,达到蓄电池组现场应用中实时主动均衡进而保证安全供能的目标。     

变电站蓄电池远程在线维护管理系统研究及应用

通过分析变电站蓄电池传统运维模式,提出一种新型蓄电池远程在线维护管理系统,改变了传统使用放电负载仪对离线蓄电池组进行核对性放电的维护方式,实现了单体蓄电池在线电压巡检、内阻测试和动态均衡以及蓄电池组远程在线核对性放电、均衡充电,为推进变电站蓄电池状态检修的智能化、高效化、无人化提供有力的技术和方案保障。     

锂离子蓄电池组在轨遥测数据分析与寿命预计

伴随新能源技术的不断发展,锂离子蓄电池组已逐渐取代氢镍蓄电池组,成为卫星的新一代储能电源。根据锂离子蓄电池组特性提出了在轨管理策略,通过锂离子蓄电池组的在轨遥测数据,对锂离子蓄电池组的充放电性能、单体电池电压离散性、在轨均衡情况以及温度特性进行了分析,并对锂离子蓄电池组在轨寿命进行了预计。     

蓄电池组的自动测试系统

蓄电池组性能好坏的监测及判定是当前急需解决却尚未很好解决的难题.文章介绍了一种专利技术:"浮地式电压温度监测探头"实现的蓄电池组自动监测系统.系统采用了串行总线结构,由电压温度探头、嵌入式控制器和主控制器组成,实现了全数字化测试.该设计可实现对蓄电池组中单体蓄电池的电压、电流、温度及内阻的在线监测,能及时发现失效电池,改善了蓄电池的维护效果,提高了电池的可靠性,并且主控制器可以与远端的控制中心相连,实现了对蓄电池组的远程实时在线监测.     

电动汽车锂离子电池组均衡管理系统设计

介绍了一种电动汽车锂离子电池组均衡管理系统及控制方法。均衡拓扑为双向DC/DC集中式有源无损均衡,利用超级电容器组构成外部能量过渡装置,通过控制双向DC/DC对电池组中的单体电池进行低充高放的均衡。系统以电压、电量均衡为目标,利用电池的充、放电曲线估算使不均衡单体回到组内平均水平所需的时间,通过逐次逼近的方法进行均衡。实验结果说明了系统的有效性和可靠性。该均衡管理系统的均衡效果良好,有利于延长电池组的使用寿命。     

太阳能水下自主航行器发电和储能系统的研究

为了解决能源对水下自主航行器航程的约束,着重研究了太阳电池在水下自主航行器的应用.分析了太阳电池最大功率跟踪控制算法和串联电池组均衡充电方法,设计了太阳能最大功率跟踪控制器和锂离子电池组均衡充电电路,并介绍了具体实现方法.通过用60W的太阳电池给两节型号为ER48660的电池串联充电实验表明,该发电和储能系统的设计具有...     

基于动态式双阈值的锂电池组主被动均衡策略

在采用传统电荷转移式均衡方法中,多个单体电池之间存在着反复循环充放电现象,进而产生锂离子电池组均衡时间长、效率低的问题.针对此问题,提出一种动态式双阈值主被动均衡控制策略.首先,主被动均衡电路的开关阵列包含有N+1个开关(N为电池数目),在减少元器件数目的同时,主动均衡提高均衡效率,被动均衡在充电末期延长电池反应时间,...     

动力电池分层均衡控制研究

提出一种分层均衡电路,用于解决锂离子电池在串联成组时,由于单体电池的不一致性,产生的部分电池过充和过放的问题。分层均衡电路以单体电池荷电状态(state of charge, SOC)值作为均衡变量,将电池组分为3个小组,组内进行基于Buck变换器的均衡;在各小组之间搭建Buck-Boost电路,进行组间均衡。组内均衡与组间均衡相结合,提高了均衡效率。在MATLAB/Simulink平台搭建的仿真结果表明,相对于基于Buck变换器和基于Buck-Boost变换器的均衡电路,分层均衡电路在静置、充电和放电3种工况下,均衡时间相比基于Buck的均衡电路分别降低了21%、18%和30%,相比基于Buck-Boost的均衡电路分别降低了17%、29%和15%。电池组的均衡实验表明,该电路提高了单体电池一致性,能将电池组SOC值极差控制在0.1%以内,解决部分电池过充和过放问题,同时提高了均衡效率。     

混合动力汽车电池管理系统研究

针对混合动力汽车动力电池包中单体电池性能差异造成的不良影响,研制了氢镍动力电池管理系统。该系统采用多副边电路实现电池组均衡充电。结果表明,该方法能对电池性能的不一致性进行有效补偿,最大限度地发挥动力电池的效用,从而延长了电池组的使用寿命。     

基于Buck-Boost电路的能量转移型均衡方案

提出了一种基于Buck-Boost电路的新型均衡电路,实现了锂离子串联电池组充放电均衡。根据均衡能量流向,采取两种不同的均衡策略:电池组放电时,均衡能量由电池组向组内荷电状态(state of charge,SOC)较低的单体电池转移;电池组充电时,均衡能量由电池组中SOC较高的单体电池向电池组转移。以单体电池开路电压在线估计为基础,运用开路电压法估算SOC,选取SOC值在一定阈值范围之外的单体电池作为均衡对象,对6节串联的磷酸铁锂电池进行了充放电均衡实验。实验结果表明,该方案可以有效减小单体电池间的不一致性,提升电池组的整体性,同时提高了电池组充放电容量。     

锂电池健康状态均衡技术综述

锂电池健康状态(State of Health,SOH)均衡技术是电池管理系统(Battery Management System, BMS)的关键技术之一,受到了学者的广泛关注。因此,本文对当前锂电池SOH均衡技术研究进行综述。首先,对SOH定义和不均衡影响因素进行介绍。然后,对目前发表的锂电池SOH均衡方案进行分类和总结,重点分析目前SOH均衡方案的原理和优缺点。最后,指出锂电池SOH均衡技术未来发展及改进方向,以期实现锂电池SOH均衡技术突破。     

基于能量分配的退役电池组均衡方法

针对退役电池组存在明显的不一致性问题,提出一种高效的可重构的均衡电路,该电路可以接入或旁路任意电池,以满足多个电池同时均衡的需求。在此基础上提出一种基于能量分配的均衡方法,通过非线性规划遗传算法求解各单体电池每个周期能量分配比例,从而计算出单体电池接入时长。同时在均衡过程中动态控制开关保持电池组接入电池数量固定,能有效避免可重构均衡电压波动大的问题。在MATLAB/Simulink搭建仿真模型验证,结果表明,与传统可重构均衡方法相比,所提方法在均衡过程中可以有效地保持电池组电压的稳定;与传统求解能量分配比例方法相比,所提求解方法在充电和放电状态下均衡时间分别减少约12.31%和13.39%,验证了方法的有效性。     

锂离子电池组均衡充电的研究进展

锂离子电池组均衡充电是动力电池使用技术的重要组成部分,均衡充电技术的应用直接影响电池组的性能与使用寿命。分析了均衡充电的原理及化学、物理实现方法,结合均衡充电的分类,介绍了国内外均衡充电的研究进展,并指出均衡充电的研究方向。