AGV电池组充电机的硬件电路设计

锂离子电池因具有能量密度大、输出电压较高、无污染、充电安全快速等优势,成为了新一代动力电源的发展方向。但是动力锂离子电池有其特殊的充放电特性,必须根据其特性设计特定的充电机。在AGV领域需要的低电压大电流充电机并没有合适的配套产品。本文基于DSP F28335控制芯片针对钛酸锂电池的特性设计一款低电压大电流的充电机,重点分析了其硬件电路的设计方法,并搭建了充电机硬件电路,对充电机基本功能进行了测试。     

4节蓄电池串联智能充电器的设计

本文针对4节蓄电池串联充电时容易出现过充或欠充现象,设计了一种带均衡功能的智能充电器,同时对充电过程中的电池电压和充电电流提出了新的检测思路;并根据锂电池的充电特性曲线设计了充电器的软件。该充电器具有均衡作用,充电效率高。     

智能锂电池充电器设计

为解决锂电池的快速充电问题,设计一种具有电压和电流检测功能的智能锂电池充电器系统,并给出了相关单元模块电路及其驱动程序的流程图。该设计以MSP430单片机为控制核心,对电池进行电压电流采集,通过判断电池所处的充电状态,调整PWM（Pulse Width Modulation）波的占空比,以实现高精度控制充电。实验结果表明,该智能充电器可安全地进行锂电池的快速充电,耗时约1h,比一般充电器（2～3h）的充电速度有显著提高,从而有效缩短了锂电池的充电时间。     

基于恒流/恒压方式的锂电池充电保护芯片设计

针对锂电池的充电保护问题,提出了一种基于恒流/恒压充电方式的充电器芯片的设计方法.电路采用电流镜结构为主体,以多控制参数竞争方法对输出PMOS管的栅极进行控制,实现了恒定电流充电、恒定电压充电和高温调节控制模式,以及各模式之间的平稳过渡.芯片采用CSMC公司的0.6 μm双层多晶硅双层金属CMOS混合信号模型设计和流片.仿真及测试结果表明,该电路可实现各充电模式及模式之间的平稳过渡,充电完成后电池电压为4.14~4.22 V,满足±1%的精度要求.     

基于V2G充电桩系统DC-DC变换器控制策略的研究

V2G系统中,对锂电池充放电比较频繁,锂电池的充电电压、电流值对锂电池的充电速度及其使用寿命有很大影响.针对V2G系统传统的DC-DC变换器控制策略虽能实现对锂电池的充电,其对锂电池充电时,响应的电压、电流值达到稳态值较慢、稳态误差较大,以致存在大大增加充电时间、降低锂电池的使用寿命等缺点,提出了一种对DC-DC变换器的模糊PI控制策略,该策略通过模糊控制可对PI参数进行整定,以减小稳态误差,缩短充电电压、电流值达到稳态所用的调节时间,从而提高锂电池的使用寿命、在电网负荷较小时能够将更多电能储存在锂电池中,使V2G系统更好地实现移峰填谷、节约资源.实验结果表明,该策略能够有效减小锂电池充放电的稳态误差及达到稳态值所用调节时间.     

软碳负极材料锂电池充放电特性研究

为了研究软碳负极材料锂电池充放电特性,验证其作为储能电池的可行性,本文利用电化学工作站对锂电池单体进行了实验测试。实验结果表明,软碳负极材料的锂电池无明显的充放电平台,充电过程中电池的电流接受能力良好,充电效率较高。当电池在大倍率放电时,其放电容量仍能保持在较高范围内。在低温条件下放电率有所下降,但放电率仍能达到80%以上,电池具有良好的低温性能。电池内阻相对较小,可以提高电池的充放电效率,同时电池发热量较少,电池的循环寿命可以得到大幅延长。因此软碳负极材料锂电池具有优越的倍率性能、低温放电性能和循环性能,满足作为储能电池的设计要求,也为后期储能系统的研制提供了支撑。     

LED照明技术在矿灯设计中的应用

本文采用最新的白光LED,专用LED驱动芯片和锂电池充电控制芯片设计矿灯,并对设计的产品进行了测试。可以看出,以LED作为光源设计出的矿灯具有照明效果好,使用时间长,寿命长,轻便小巧,免维护的优点,相对传统矿灯的优势明显。是煤矿行业的革命性产品。     

中科院单节锂电池保护芯片研发获进展

正中国科学院微电子研究所汽车电子研发中心单节锂电池保护芯片研发获得新进展。研究人员针对单节锂电池的过充电、过放电、放电过流,以及短路电流的保护等问题开展了深入研究,攻克了能带隙和BIAS(乖离率)形成3个反馈环路交互启动、静电释放耐压、检测精度及封装良率等难题,研制出了多款低功耗、低成本、高精度的单节锂电池保护芯片,其中,DM5261型号的保护芯片已实现量产。这些保护芯片具有过     

基于磁谐振式无线电能传输系统的E类功率放大器研究

针对磁耦合谐振式无线电能传输系统的高频功率放大器设计需求及E类功率放大器软开关特性受负载影响较大的问题,设计了基于谐振变换单元的高频E类功率放大器,并以此为电源设计了能够满足锂电池负载恒流恒压充电特性的恒流恒压无线充电系统.仿真及实验结果表明所设计系统能够实现恒流恒压充电功能,且保证了E类功率放大器软开关特性不受影响.     

基于单片机的太阳能手机充电器的设计

提出了一种基于8位单片机的太阳能手机充电器的设计.系统以松翰SN8P2711AS单片机为核心,通过芯片FS8205A及DW01J对锂电池进行充放电保护,分别利用DC-DC升压模块FP6291、LED灯实现对手机的充电及锂电池电量的显示.给出了系统的硬件结构框图,介绍了系统的硬件及软件设计.该系统能够根据不同类型的手机,选择合适的USB接口,从而实现对手机的充放电控制.     

基于传质现象的锂电池机理建模

在比较分析各类蓄电池系统模型的基础上,提出一种基于传质现象的锂电池简化机理模型。采用COMSOL v3.5软件针对型号为IHR 18650的锰酸锂离子电池进行仿真研究,并通过放电实验对简化模型的有效性进行验证。结果表明,提出的简化模型能够较为准确地描述锂离子电池的外部特性。文中进一步对不同充/放电电流条件下的锂离子浓度和电势分布情况、设计参数对锂电池性能的影响以及锂离子浓度和电势分布随电池充/放过程的变化情况进行了仿真分析。     

便携式仪表锂电池组的均衡充电方案设计

由于成组的锂电池在充电时容易发生过充,导致电池的寿命短和安全性降低,结合目前的电池组均衡充电方案的研究,提出一种全新的充电均衡方案。在本均衡方案中结合采用了耗能均衡方式和非耗能均衡方式,采用ATmega16为主控制器,并采用了独立的温度、电压、电流采集模块来对电池组的各个参数分别进行检测。实验结果证明,该均衡方案能很好地保障便携式仪表锂电池组的使用寿命。     

Equalization Charging and Protection System for Electric Vehicle

A system is developed to improve the series battery packs uniformities and charging protection and the implementation of battery equalization charging and protection system is also introduced. The functions of equalization charging and overcharging protection are analyzed and the control model of series battery packs equalization charging is setup. The diverting-current and feedback bus voltage are measured during the series Li-ion battery packs equalization charging experiment. The field operation on Electric luxury transit bus BFC6100EV shows that the system betters the battery series charging uniformities and overcharging protection, improves the battery performance and extends the battery life.     

Chemical extraction preparation of delithiated cathode materials of Li-ion battery

A method of conventional chemical reaction to prepare delithiated cathode materials of Li-ion battery was introduced. The cathode material of Li-ion battery was mixed with oxidizing agent Na₂S₂O₈ in water solution, and the solution was stirred continuously to make the chemical reaction proceed sufficiently, then the reaction product was filtered and finally the insoluble delithiated cathode material was obtained. A series of tests were conducted to verify the composition, crystal structure and electrochemical property of the delithiated cathode materials were all desirable. This method overcomes the shortcomings of battery charging preparation and chemical extraction preparation employing other oxidizing agents.     

电动汽车脉冲快速充电器

为了提高铅酸蓄电池的充电效率,缩短充电时间,消除蓄电池的极化现象,在分析密封式铅酸蓄电池的充电特性的基础上,采用脉宽调制技术,分阶段改变充电电流的大小,根据电压、电流反馈自动控制调节充电脉冲宽度,设计了一种快速脉冲充电器. 和以往的快速充电器相比较,该冲电器具有充电时间短,充电效率高,尤其是在充电过程中电池内部的温升降低,减小了电池的极化现象.     

嵌入式系统功耗优化电池模型

以锂电池为例,利用广义随机Petri网(GSPN)描述化学电池放电的极化和活性物质扩散过程,提出可同时反映化学电池电流相关和自恢复特性的高层抽象模型。该模型简单,仅包括反映活性物质分布、活性物质扩散速度和极化速度的四个简单的参数。恒流放电和脉冲放电实验显示该电池模型可以快速准确估算化学电池容量。     

电动汽车用电池智能化快速充电研究

基于电池快速充电基本原理,制定了电动汽车用电池的分段恒流充电方案。根据对分段恒流充电试验结果的分析,对其控制策略进行了调整：按容量梯度法确定分段恒流充电终止控制参数,适当减小各段恒流值下降梯度,并将电池温度设为充电安全保障控制参数。调整方案后的充电试验结果表明,这种分段恒流充电控制方法可实现动力电池的智能化快速充电,有效缩短充电时间、提高充电效率。     

电动汽车充电桩充电策略设计

为了实现通用型电动汽车充电桩对电动汽车的快速充电,研究了电动汽车各种充电方法以及蓄电池SOC检测方法,给出了充电拓扑图。通过采样电动汽车蓄电池端电压、电流以及温度等判断充电模式,采用恒流、带放电脉冲和低恒压充电三种结合的方式对蓄电池进行充电。该研究为电动汽车蓄电池提高充电效率,缩短充电时间奠定了基础。     

电动汽车充电机充电策略设计

为了实现通用型电动汽车充电机对电动汽车的快速充电,研究了电动汽车各种充电方法以及蓄电池SOC检测方法,给出了充电拓扑图.通过采样电动汽车蓄电池端电压、电流以及温度等判断充电模式,结合采用恒流、带放电脉冲和低恒压充电3种方式对蓄电池进行充电.仿真结果验证了快速充电的合理性.     

独立光伏发电系统高效充电控制器设计

针对小功率独立光伏发电系统中铅酸蓄电池使用寿命短、充电效率低的问题,提出基于放电脉冲的3阶段充电方法.该方法通过放电脉冲控制铅酸蓄电池的自放电,以增大铅酸蓄电池的可接受充电电流,使铅酸蓄电池能够完全吸收光伏电池组件输出的电能,提高独立光伏发电系统的充电效率.该方法结合最大功率跟踪算法协调铅酸蓄电池与光伏电池组件之间的工作关系,提高独立光伏发电系统的工作效率.根据这一思路设计具有高充电效率的独立光伏发电系统控制器.与传统控制器相比,它不仅提高了光伏电池组件的利用率,加快了对蓄电池的充电,而且可以保护蓄电池并延长使用寿命.