锂电池化成用双向DC-DC变换器设计

针对锂电池化成过程中采用电阻放电带来的大量能量浪费现象,设计了一个双向DCDC变换器,可以实现化成放电能量的高效回收。该变换器以Buck/Boost双向DC-DC变换器作为主电路拓扑,主要由Buck驱动电路、Boost驱动电路、电压/电流采样电路等部分构成。介绍了系统的基本结构,分析了电路的工作原理,并对方案设计给予了详细说明。实验结果表明,该变换器可以实现电池充电、放电功能,控制精度高,具有良好的稳定性。     

基于Simulink的飞轮电池充放电控制设计与建模

飞轮电池是一种人们日益关注的新型机电电池,它实现能量转换的关键是依靠高效的"充电"和"放电"过程.本文设计了基于id=0控制策略的飞轮电池充放电电力电子控制系统,并在Matlab中建立了相应完整的充电/放电仿真控制模型.仿真结果表明,飞轮转子"充电"过程快速、稳定,具有良好的动态特性;"放电"过程转速稳定下降,输出电压达到期望效果,电压环跟踪可靠.从而证明了所设计的控制系统能够有效控制飞轮电池实现能量的双向转换.     

飞轮电池在离网型风力发电系统中的应用

针对目前风力发电系统中储能装置(蓄电池)寿命短、充放电效率低的问题,提出采用飞轮电池作为储能装置的方案,分析了飞轮电池的d-q模型及其充放电控制策略。在飞轮电池充电控制过程中,采用基于转子磁场定向的矢量控制策略;在放电控制过程中,采用以直流母线电压为控制对象的控制策略。仿真结果表明,采用飞轮电池作为离网型风力发电系统的能量缓冲装置,能够有效稳定离网型风力发电系统的直流母线电压,提高其电能质量和稳定性。     

AGV车用锂离子电池组均衡系统设计

针对AGV车用电池运行环境恶劣,容易导致电池不一致的问题,提出了一种单端反激式变换器和DC/DC恒流恒压均衡充电方案,详细介绍了均衡电路的设计和均衡策略的实现。实验结果表明,该均衡电路可实现最大10 A的恒流恒压充电,均衡电路能量转换效率达到85%以上。可在最大充电电流300 A和放电电流150 A条件下较快的实现电池组不一致的调节,满足AGV车用动力电池组频繁大电流充放电的均衡需要。     

基于单片机系统的民用智能充电器设计研究

本设计基于单片机系统,该充电器可实时采集、计算电池的参数,采用了PWM（Pulse Width Modulation）——脉宽调制,对电池进行智能控制充放电,可以减少电池的记忆效应,并采用A/D转换后的数据来控制镍隔、镍氢电池充放电时间,实现了镍隔、镍氢电池的智能控制充电,大大提高了充放电效率,对环境保护也有很大贡献。     

增程式电动汽车自校正变结构模糊控制策略

针对增程式纯电动汽车的结构,为了提高燃油效率保证燃油经济性、限制充放电电流、延长电池使用寿命,提出了一种基于自校正变结构模糊的增程器控制策略。综合考虑电池电量SOC及其变化率、驱动电机功率需求,通过模糊控制调整增程器的输出功率进行能量分配。首先根据SOC值与驱动电机功率需求设计多输入单输出模糊控制器,输出量为增程器的功率;其次根据SOC值将电池状态分为充电模式与放电模式,对不同模式制定不同的模糊控制规则,进行模糊控制器的变结构设计;再次根据SOC值的变化率进行自校正设计,通过限制SOC变化率实现对电池充放电电流的限制,达到对电池的保护功能;最后通过Cruise仿真软件和台架测试对该控制策略进行仿真验证,结果表明燃油经济性以及电池寿命均得到有效提升。     

全方向振动能量收集系统

为解决微电子设备的能源供给问题,设计了一种全方向振动能量收集系统。该系统中的振动能量收集装置将外界任意方向的振动能量转化为电能,并通过基于LTC3588-1和LTC4071的能量收集电路,一方面将振动能量收集装置输出的电能转化为稳定的直流电压输出供负载使用,另一方面将剩余的收集能量储存在电池中,当能量不足时通过电池放电给负载供能。仿真结果验证了该系统的有效性和可行性。     

基于超级电容的电动车制动能量回收技术研究

介绍了一种新的基于超级电容的电动车制动能量回收技术和装置,装置由机械式能量转换装置、超级电容蓄能装置和升压监控电路3部分构成。升压监控电路采用PWM斩波升压原理实现了电能从超级电容缓冲器到蓄电池的回馈。对电动车制动能量回收系统进行了理论分析、建模和仿真,介绍了电动车制动能量回收系统的路面实验。实验表明运用该技术,能量回收率可达9%,城市路况下一次续行里程平均可提高24.6%。     

静止伏安发生装置中的锂电池充放电控制

文章在分析了锂离子电池的充放电特性和建立了电池模型的基础上,设计了相应的控制策略,并根据系统的动态特性,探讨了锂电池储能装置中的能量管理控制系统的设计方法,搭建了硬件电路。通过控制双向变换器调制锂电池的充放电,使经过变换器的直流母线电压保持恒定,便于后续环节的配置。通过仿真对锂电池储能装置的输出特性进行验证,证实了所设...     

基于非理想电池模型能量收集无线传感器网络的链路调度

近年来,为了解决传感器节点能量受限问题,能量收集无线传感器网络成为了研究热点。针对传感器节点中电池存在容量有限、充放电损耗和能量泄漏等不足,提出了非理想电池模型的收集 使用 存储能量存储结构。综合路由、链路调度和能量分配3个方面建立数学模型,通过求解混合整数线性方程的方法得到最短帧长,从而提升网络吞吐量。仿真实验表明,充放电效率从0.6提高至0.9,帧长最多可减少48%;能量泄漏速率从0.04降低至0.01,帧长最多可减少33%;而扩大电池容量对帧长基本无影响。对比收集 存储 使用能量存储结构,帧长最多可减少11%,从而验证了利用所提方法,可以提高充放电效率,降低能量泄漏速率,大幅度提升网络吞吐量。     

大容量锂电池化成设备的DC＼DC变换器设计

电池化成作为电池生产过程中的关键工序关系到电池的特性和质量,并直接影响电池的生产成本。本文针对大容量锂离子电池化成设备,设计了一种低压大电流DC／DC升降压变换器。主要包括电路基本拓扑结构选择、反馈模块设计和外围控制电路设计。详细介绍了PWM驱动电路的设计及高频变压器参数的选择与计算。通过实际样机测试,表明该DCYDC变换器充放电效率分别可达75％和74％,且具有工作稳定、体积小、重量轻等优点。     

基于滑模控制的电池模拟器仿真与研究

以电流可逆斩波电路为基础,通过滑模控制方法 构建了Buck-Boost变换器,实现了一个拓扑结构电流双向流动的电池模拟器,以此来模拟电池充放电过程。通过控电压的方式进行调节,当电容电压大于电池电压时为电池充电形成Buck电路,当电容电压小于电池电压时电池放电形成Boost电路。通过将滑模控制与传统的PI控制相比较,验证了在负载波动时滑模控制的调节时间优于PI控制,有着更好的鲁棒性、动态性能。在理论分析的基础上,通过仿真软件得到了实验结果。     

基于三端口双向DC/DC 储能变流器的电流内环控制策略研究

多端口双向DC/DC储能变流器是一种进行能量控制变换的电力电子装置,是一种新型前沿技术,在以风力发电、光伏发电、燃料电池发电多能互补的智能微电网系统以及电动汽车能量管理控制系统中有着良好发展前景。系统主拓扑结构是以三端口双向DC/DC变换器作为储能装置,分别连接负载端、超级电容器和蓄电池,所组成的电动汽车充放电能量管理系统。通过对三端口双向DC/DC 储能变流器的控制策略的深入研究,采用状态空间法和波特图的形式来研究电流内环控制策略,实现储能装置在发电系统及电动汽车能量管理系统中的稳定应用,改善电能的利用效率。     

直接式波浪能采集的研究现状与展望

海洋波浪能量是风能、太阳能等环境能源中能量密度最大的一类能源,分布非常广泛。但海洋波能开发和利用还相对滞后,传统的波能采集装置由于存在转换机械结构复杂、转换效率低及耐冲击腐蚀能力差等缺点,实现较为困难。一种以提高转换效率、稳定可靠为目的的能量采集装置——直接式波能采集装置近年来越来越受到重视,成为该领域研究的热点。本文详细总结了直接式波浪能量采集的总体情况、特点、主要结构类型及其充电控制策略,论述了波能发电的电能管理系统,并对直接式波浪能量采集系统的发展趋势进行了展望。     

基于低功耗策略的自供电无线状态监测系统研究

大型机械设备的健康监测是判断设备工况与预估设备工作效能的关键手段之一。为了解决传统机械设备的健康监测装置受限于有线或电池供电而难以进行大面积、分布式安装与长期使用的问题,本文提出一种低功耗的自供电无线状态监测系统。采用磁悬浮的电磁发电结构作为振动俘能器为系统供电,通过设计双电池智能充放电与动态功率管理策略,降低了系统功耗,提高了供电效率及系统可靠性。测试结果表明,本系统能够有效收集并高效分配利用采集到的振动能量,解决了无线监测装置的续航和数据传输的问题,实现了对环境振动和温度信息的长期、可靠、实时采集与无线传输,为机械设备健康监测装置的分布式安装与在线监测提供了新方案。     

基于STM32的锂电池充放电系统的研究与设计

锂电池是当前便携式手持电子设备可循环充放电电池的首选,但是锂电池在使用过程中可能存在过冲、过放、过流充电以及充电时间过长后产生高温的问题,从而影响电池使用寿命,甚至出现安全事故,为解决以上问题,提高锂电池使用效率,本文基于STM32平台设计了一款锂电池充放电管理系统,通过软硬件的设计和实验测试,该系统实现了对锂电池充放电路径管理、对充放电的参数及电池的状态实现了实时准确监测,输出电压稳定,极大提高了电池的使用效率,该成果已在企业项目中得到了应用。     

超级电容充放电控制器的设计

设计了一个超级电容的充放电控制装置,可用于控制超级电容的充放电。它主要包括两部分:一是可编程恒功率充电电路,二是可控放电电路。除此外,还包括其附属电路及控制程序的设计。其主要特性是能在不使电池提供瞬时大功率的情况下仍能使用该控制器搭配超级电容组满足小型AGV机器人底盘电机短时间大功率需求。这在保证电机正常工作的前提下避免了电池大电流放电,延长了电池使用寿命和时间。实验表明,在底盘电机频繁启停的情况下,该装置搭配超级电容组能保证电机正常工作且避免了电池的短时大电流放电。     

锂电池组能量均衡的模糊-PI控制研究

在串联锂电池组能量均衡控制算法的基础上,提出一种新的能实现锂电池组能量均衡的控制方案。介绍模糊-PI复合控制器,包括控制器输入输出、规则库和PI参数的设计,结合模糊控制不依赖数学模型及其快速响应性、PI控制无静差的优点,改进电池模糊控制均衡的效率和精度。实验结果表明,该方案能改善模糊控制在电池充放电能量均衡过程中控制精度较差的问题,实现较为高效的均衡。     

（中国微米纳米83012）混合能量存储技术在光电微能源中的应用研究

摘要：为简化集成无线传感器节点光电微能源系统的设计和提高能量转换、存储效率,提出混合能量存储技术在光电微能源系统设计中的应用。混合能量存储器由电容器和锂离子电池组成。同时,介绍了能量存储的原理和分析了混合能量存储结构的负载特性。另外,开展实验研究,结果表明,与直接能量存储方式相比,利用混合能量存储技术能量存储量提高27%。并且,微能源的负载特性也得到改善,实验结果与理论结果一致。     

DS2770功能及应用技术研究

D S2770是D ALLAS公司制造的最新的便携式仪器电池充放电管理专用芯片。该芯片在使用中可以对电池进行充/放电状态、电流、电压、温度和容量的实时检测,所有的数据都能永久保存,并以单总线的方式传送给微处理器,供微处理器进行处理和显示。尤其是该芯片一改传统的以电池电压为准来判断电池容量的方法,而采用电荷流入、流出量计量的方法来判断电池容量,使得电池容量的计量更加准确。该芯片采用16脚扁平封装,接线简单,是电池充/放电管理中的首选芯片。介绍了电池监控与充放电管理芯片DS2770的工作原理、性能和在实际应用中应注意的问题及解决方法。