锂离子蓄电池组充放电均衡器及均衡策略

本文提出了一种针对锂离子蓄电池组的均衡器,根据电池组充放电状态采取两种不同的均衡策略。当电池组处于充电状态时,对电池组中能量最高的单体电池进行均衡放电,以提高整个电池组的充电容量。当电池组处于放电状态时,对电池组中能量最低的单体电池进行均衡充电,以提高整个电池组的放电容量。均衡器以电感为储能元件,等效的均衡电路为典型的升降压斩波电路和降压斩波电路,均衡电流可控可调。本文详细分析了均衡器的工作原理和均衡策略,同时进行了仿真实验和实际的均衡实验,实验结果均证明了此均衡器的可行性。     

附带均衡电源的DC-DC均衡电路

针对电动汽车中锂离子电池组使用主动均衡电路时,较难在灵活均衡的前提下减少元器件使用数目并保证高转换效率问题,文中提出带有均衡电源的主动均衡电路。该电路主要由融合目前优点的开关阵列、DC-DC变换器以及可以多重利用的均衡电源组成。根据电池组SOC(State of Charge)的平均值与各单体电池SOC之差是否达到阈值为依据,使用Matlab/Simulink软件进行仿真。仿真结果表明,该结构可以在使用N+1+4个开关(N为串联电池组数目)和一个双向DC-DC变换器的前提下对串联电池组中任意单体电池进行均衡,并且电池在放电均衡时转换效率约为81.6%,电池在充电均衡时转换效率约为84.8%,均达到目前较高水平。证实该电路能较好地满足上述要求。     

串联锂电池组均衡充电系统的研究

本文针对串联锂电池组在工作过程中,由于电池间的差别,所导致的电池组性能下降和寿命缩短等问题,提出了一种能改善以上问题的均衡充电方法。本方法以89c51作为主控制芯片,根据检测电路所检测到的各电池单体的状态,微调均衡电路中单体电池的充电电流,从而实现电池的均衡充电。最后,对12V/100AH的锂电池组进行有均衡系统和无均衡系统的对比充电实验,测试的结果证明了该均衡策略的可行性。     

一种锂电池多模组联合均衡系统的设计

车用动力电池组在充放电循环使用中容易出现一致性恶化的现象,这会导致电池容量衰减甚至引发安全问题。为了解决此问题,文中提出了一种基于CAN网络的锂电池多模组联合均衡系统。该系统能够级联多个均衡器,每个均衡器能够利用充电芯片对电池模组进行主动均衡,同时结合小电阻阵列进行被动均衡,并利用串联在均衡器外部的大功率电阻为电池模组提供快速放电均衡。通过设计有效的控制策略与均衡算法,实现了多个模组联合均衡的目的。仿真和实验对控制策略与均衡算法进行了验证,在实验中,电池组电压极差从均衡前的200 mV缩小为均衡后的20 mV,证明该均衡系统可以有效改善电池组的一致性情况。     

一种双锂电池组供电的混合动力汽车电池组设计

这里提出一种适用于混合动力汽车的双锂电池组供电方法。该混合动力汽车电池组由两个锂电池组组成,交替供电和充电。大量锂电池单体的串并联会因单体之间一致性差而降低电池组寿命和可靠性。这种设计不仅可以消除电池并联中因一致性差引起的不均衡电流,还能进一步提高电池组的可靠性。     

基于STM单片机的智能锂电池组平衡充电器设计

锂电池组均衡充电是动力电池使用技术的重要组成部分,平衡充电技术的应用直接影响电池组的性能与使用寿命。文章设计了一种基于STC12C5A60S2单片机的锂聚合物电池组平衡充电器。该智能平衡充电器能够对小容量的单体电池起到保护作用,而且不影响其余单体电池继续充电,最终实现电池组储能最大化。     

一种基于附加电池的锂电池组主动均衡方法

电动汽车使用的串联锂电池组在多次循环充放电后会出现不均衡的现象,导致电池组容量和寿命的减少。为解决这一问题,文中提出了一种基于附加电池的非能耗式充放电主动均衡方法并对均衡电路及均衡控制策略进行设计。该均衡方案在充电时将电压高的单体能量转移给附加电池,在放电时将附加电池的能量转移给电压低的单体电池,实现了能量的自由存储与转移。文中对均衡电路的原理和均衡控制策略进行了分析,并应用MATLAB/Simulink中的Simcape与Stateflow分别对均衡电路及控制策略进行建模与仿真分析。仿真结果表明,该均衡控制方法能快速实现电池组的均衡,且均衡后的电池组可用容量有明显提高。     

锂电池充电均衡控制研究

为避免个别单体的过充、过放导致电池组性能下降甚至失效,需对电池组中各单体之间实现均衡控制,从而提高电池组使用寿命。文中设计了一种基于STM32F103RB的电池组均衡控制器,提出了消除单体电池不一致性的均衡充电控制策略,为鉴别即将报废电池提供了理论依据。     

基于能量转移的电池组均衡模块研究

电动汽车发展带动电源技术的革新与进步。电动汽车电压较高,所需电池节数较多,启动电流大,导致电池过度充电或过度放电,从而造成了电池不平衡现象,降低了电池组的总容量,甚至损坏电池组。有源平衡解决放案实现了"容量恢复",解决了在电池组放电时,从SOC值较高的电池向SOC值较低的电池重新分配电荷,降低所有电池的余留容量,与电池组中SOC值最低的电池相匹配,使电池组均衡。     

基于模糊控制的无人机应急电源快速充电方法

无人机应急电源作用重大但标配设备充电耗时且不够安全.通过分析电源的充电特性,根据模糊控制理论提出了一种通过查表运算实施快速模糊控制的非线性充电方法,并以MC68HC05SR3单片机为控制核心,设计出针对某型无人机应急电源的智能控制充电系统,优化了充电曲线,提高了充电速度.实验结果表明,该系统具有良好的快速响应曲线,可实现充电电流的最优控制,安全高效.     

高效率激光无线能量传输系统闭环控制研究

为了实现高效率激光无线能量传输系统的研究,基于Simulink建立了激光无线能量传输系统的闭环控制仿真模型,实现了激光光伏阵列的最大功率点追踪、降压电路搭建和锂电池智能充电控制,并结合激光光伏阵列的输出特性和锂电池多阶段恒流充电方法的特性,提出了一种基于激光功率密度闭环信号控制的新型锂电池多阶段恒流充电方法。结果表明,该方法不仅可以实现传统锂电池多阶段恒流充电效果,而且节省了62.9%的光能,系统转换效率提高了62.96%。该结果对研究高效率激光无线能量传输系统是有帮助的。     

电动汽车电池智能充电系统设计与实现

在传统充恒压、恒流和阶段充电方法的基础上,理论上借鉴了带放电的电流PWM波控制快速充电方法,设计了采用MSP430F2274单片机作为控制器实现的智能充电系统,并阐述了其软件和硬件设计。通过实验数据分析,智能充电系统缩短了汽车铅酸电池充电时间,提高了电池能量接受率率。还新增设了蓄电池的快速充电器的上位机数据管理系统,监控人员可实时监控电池充电状态,查询历史数据,为进一步研究开发快速充电技术提供了有力支持。该方案对提高充电系统的快速性,降低成本和能耗,有一定的参考价值。     

基于ARM电池检测管理系统的设计与实现

针对电池组进行充放电时,电池组内每个电池存在荷电状态(SOC)值不一致的问题,设计并实现了电池检测管理系统.提出了基于开路电压法、安时计量法以及卡尔曼滤波算法相结合的SOC值估计方法,通过飞渡电容实现每个电池之间能量的转移,最终使每个电池的SOC值趋向于一致.测试和实验结果表明,电池组进行充放电时,电池检测管理系统能够有效地解决每个电池SOC值不一致的问题,大大地提升了电池的使用寿命和使用效率.     

基于MPPT技术的光伏充电系统设计

储能设备充电系统是光伏发电系统的一个重要环节,其充电方法的选择对充电效果起决定性作用。文中设计了一种以STM32为主要核心处理器的充电系统,采用与MPPT算法相结合的新型智能充电方法对锂电池进行充电,此方法既可有效提高锂电池充电效率,又可防止电池过充。同时,具有过放电、过流、短路、温度保护及温度补偿等保护功能。     

更换模式下的锂电池组均衡充电

针对电动车的锂离子电池组寿命短、缺乏稳定性的问题,提出一种在更换模式下的充电均衡方案。采用了一次智能充电方式和二次均衡技术相结合,在第一次均衡设计中采用了耗散式均衡法,把多余能量以热能的形式在电阻消耗掉;在二次均衡设计中采用了能量转移的方法,通过电容把高能量电池的多余能量转移到低能量的电池中。实验表明该均衡方式得到很好的电压一致性。     

Modeling and Control of PV Charger System With SEPIC Converter

The photovoltaic (PV) stand-alone system requires a battery charger for energy storage. This paper presents the modeling and controller design of the PV charger system implemented with the single-ended primary inductance converter (SEPIC). The designed SEPIC employs the peak-current-mode control with the current command generated from the input PV voltage regulating loop, where the voltage command is determined by both the PV module maximum power point tracking (MPPT) control loop and the battery charging loop. The control objective is to balance the power flow from the PV module to the battery and the load such that the PV power is utilized effectively and the battery is charged with three charging stages. This paper gives a detailed modeling of the SEPIC with the PV module input and peak-current-mode control first. Accordingly, the PV voltage controller, as well as the adaptive MPPT controller, is designed. An 80-W prototype system is built. The effectiveness of the proposed methods is proved with some simulation and experimental results.     

基于AT89S52的镍镉充电电池智能管理系统设计

镍镉充电电池作为一种碱性电池,对使用、管理和维护有特殊要求,如果管理不善、使用不当、维护不及时,很容易导致电池老化、失效甚至报废。针对部队、厂矿大量使用并集中存放的不同种类镍镉充电电池,运用单片微型计算机控制技术,设计了电池智能管理系统,对镍镉充电电池进行状态自动检测、充放电管理、性能维护等智能化管理。通过对镍镉充电电池的自动管理,有效消除镍镉充电电池使用管理上的盲目性和随意性,提高镍镉充电电池的使用效能,延长镍镉充电电池的使用寿命。     

Smart dual battery management system for expanding lifespan of wireless sensor node

Wireless sensor nodes have huge energy demand for their operations; they are deployed in remote locations for various applications like weather, industrial, satellite, construction, banking, and medical. Sensor nodes require continuous or uninterrupted power supply during their life cycles. When the available renewable power sources are not sufficient to run the system, the batteries are required to deliver a continuous and uninterrupted power supply. The main focus of proposed model is to design and develop a smart dual battery management system along with a hybrid energy harvesting model that can provide reliable and efficient power support to the sensor node. The problem under consideration also focuses on reducing the state of health degradation of batteries by applying a smart battery charging methodology using an ANFIS (adaptive neuro-fuzzy inference system) controller. The proposed power management system ensures and meets the expected objectives such as switching of power sources, smart battery charging methodology (constant current and constant voltage [CC-CV]), and dual battery power support using ANFIS controller. The result was obtained through the simulation and hardware prototype of the proposed system work flawlessly to meet the desired objective with partial charging and discharging of batteries for the prevention of battery degradation and also enhance the lifespan of the batteries.     

A new approach to intermittent charging of valve-regulated lead-acid batteries in standby applications

For many years, intensive research has been undertaken to increase the life of valve-regulated lead-acid (VRLA) batteries. Overcharging results in excessive temperature in the battery, which degrades the chemical composition of the electrolyte. When the battery reaches the end-of-charge state, the energy being supplied to the battery is no longer consumed in the charge reaction and this additional energy is dissipated as heat within the battery. At this point, the oxygen cycle accelerates, which leads to temperature rise inside the battery. State-of-the-art control technology is required to control the charging of the battery and prevent the battery going into thermal runaway. This paper discusses the charging strategies for VRLA batteries in standby applications. Intermittent charging decreases the continuous overcharge which arises in the case of float charging. The charging regime used in intermittent charging must ensure the full recharge of the battery. This paper describes a new efficient method of charging batteries employing an intermittent charging technique called "Interrupted Charge Control." Laboratory tests and results are presented.     

新型移动通讯基站蓄电池组管理系统

在分析了移动通讯基站蓄电池组充放电管理的设计需求后,提出了一种基于分只分时均充、放电的管理方案。根据预先设定的充放电参数顺序,微控制器对蓄电池组中的单只蓄电池的电压参数进行检测并充放电,达到对蓄电池组高效管理的目的。该系统的成功研制对于提高移动通讯基站蓄电池组容量的利用率、使用寿命及实现蓄电池组智能管理有重要意义。