基于MMC的锂电池管理器研究

研究了一种基于MMC(modular multilevel converter)的锂电池管理器,该管理器能将充放电控制和电池均衡管理统一在同一变换器内部完成,解决了传统电池管理器将充放电控制器和电压均衡电路相互独立而使电路较为复杂的问题。首先分析了变换器的工作原理,以12 V电池包为例设定了功能需求,并依此设计了控制策略与能量管理策略,相应地得到了控制框图与控制器的程序流程图;然后设计了实验样机,进行了关键参数的设计;最后,对设计结果进行了仿真分析和实验验证。仿真结果表明该管量器能够实现双向电流控制、输出稳压控制和单体电池均衡,验证了上述分析和设计的正确性。实验验证了双向充放电电流控制与稳压环控制的可行性,而单体电池的长期电压均衡仍有待进一步实验验证。     

并联电池组充放电均衡器及均衡策略研究

成组的单体电池需要进行能量均衡,以消除单体电池能量不一致给电池组性能造成的不利影响.使用并联电池组充放电均衡器,当任一单体电池达到所设定的充电截止电压时,均衡器可将该单体电池隔离出充电电路;放电过程中通过Cuk斩波电路给能量最低的单体电池补充能量,减小该单体电池的放电速率,从而实现充放电过程能量均衡.通过对4个单体电池组成的电池组进行仿真和均衡实验,结果表明该均衡器能够实现快速均衡,并有效地降低电池不一致程度.     

光伏发电系统中超级电容器充电策略

利用超级电容器改进型RC模型对不同充电方法下超级电容器的充电效率进行了分析。提出了基于Boost级联Buck变换器(Bo CBB)的光伏电池对超级电容器充电系统,前级Boost变换器与光伏发电系统连接,使用改进型扰动观察法进行光伏电池的最大功率点跟踪控制,后级Buck变换器使用分段式充电策略对超级电容器进行充电。基于该电路,提出了完整的超级电容器充电系统控制方法。提出了使用等效电流源分别对Bo CBB的前后级电路进行建模的方法,基于该方法进行了充电系统主电路的建模以及电流环控制器设计。最后对不同光照情况下的光伏电池对超级电容器充电效率进行了仿真分析,并搭建了实验平台,通过2组对比实验,验证所提出的充电策略能够有效提高光伏电池对超级电容器的充电效率。     

全钒离子液流电池初步研究

简要介绍了钒电池研究样品的组成,工作原理及其充放电特性。结果表明,钒电池正负极活性物质的电位可以粗略代表其带电状态,且钒电池电压效率随充放电电流密度的提高而下降,充电效率则相反。钒电池大电流充放电承受能力强,特别适用于需要快速充电和大电流放电的场合。     

基于单片机控制的铅酸电池充电器

本文介绍了一款基于单片机控制的智能铅酸电池充电器。该机采用UC3854作为PFC控制芯片,对功率因数进行校正,并通过单片机控制实现三段式充电的智能化管理;为了保证在各种环境温度下,都能使电池的充电过程“保质保量”完成,增加了线性温度补偿;该机具有多种保护（或补偿）电路,其中包括输入过压保护、输入欠压保护、输出过压保护、输出短路保护及机体过温保护、环境温度补偿等,同时,该充电器还具有很高的功率因数和转换效率。该充电器可应用于电动车及游艇等采用铅酸电池的场合。     

二次电池检测系统的研制

本文介绍了研制开发地二次电池检测系统。该系统以两个单片机,配以Ａ／Ｄ,Ｄ／Ａ转换 及其他外围电路,构成主从单片机系统,能自动实现对可充电电池的充电及放电特性的测试。该系统能满足电池生产厂家和技术监督部门对电池质量进行检测的要求。     

多路氢镍电池充放电循环检测系统

针对质量监督部门对氢镍电池的质量检测和电池厂家对于电池的研发,设计了一种氢镍电池充放电循环检测系统。系统采用了STM8单片机作为电子控制单元核心,对氢镍电池的各个参数进行采样汇总并用计算机进行储存、绘图等工作。重点对电流电压采样电路、信号调理电路、恒流控制电路、供电电路等进行了设计和研究。并对下位机和上位机的软件提出了实现的方法。实验证明,系统能够按照国家标准检测氢镍电池,且运行长期稳定。     

高效光伏充电控制器的设计

针对在水文监测系统中因充放电方式不正确造成的蓄电池损坏和监测系统不能正常工作的情况,设计一种基于STM32芯片的高效充放电管理系统。通过对光伏电池和铅酸蓄电池充放特性的分析,采用BUCK电路和最大功率点跟踪（maximum power point tracking,MPPT）技术实现对蓄电池的充放电过程进行有效控制,提高光伏电池充电效率,保证了水文监测系统能够高效稳定工作。设计完成系统的软硬件设计及相关实验,并得出实验结果和结论。实验结果表明,该控制器能够根据蓄电池端电压自动切换充电方式,避免了由于充电电压过高过低引起的蓄电池使用寿命缩短,同时相对普通充电控制器具有更高的充电效率。     

基于单片机控制的镉镍智能充电系统的研究

单片机控制镉镍蓄电池的快速充电系统，采用脉冲充放电方式，通过检测镉镍蓄电池充电的电压、电流、温度从而实现充放电的智能控制。充电系统利用碱性电解液能够克服酸性电解液对环境要求的限制，提高了电池的充电效率，降低充电电池的温升，延长了电池的寿命。     

一种锂聚合物电池组平衡电路的设计

以ATMEL的AVR单片机Atmega8为核心设计了对锂聚合物电池组充电的平衡电路.以AVR单片机为控制核心.速度快、精度高、功能强.能够以电池组最低电池电压为参考电压,将其它电池的电压放电至参考电压,为电池组充电做好准备工作.采用此平衡电路可以有效地防止电池组中单体电池因过充电和充电不足引起的各种问题.     

锂离子动力电池无损充电机

锂离子动力电池无损充电机采用整体串联恒流、单体并联恒压的充电方法,对锂离子动力电池实现无损充电,无损的含意有两层,一是充电效率接近100%,充电功率基本无损耗;二是充、放电完全依据电池的特性曲线,电池本身在充、放电过程中完全无损害.该无损充电机免除电池管理系统,仅由简单的电路实现电池系统、充电系统、放电系统和维护管理系...     

动力锂电池组充放电智能管理系统设计与实现

锂离子电池组充放电过程中对电压、电流和温度比较敏感,而且各单体电池存在不一致性.提出了一种新的锂电池组充放电智能管理系统,能够实时检测电池组单体的电压、电流和温度,控制电池组均衡充放电,并实现对电池组充放电过流保护和负载短路过流保护.系统具有集成度高,体积小,精度高,反应快并能够灵活地扩展系统容量等优点.     

基于新型双向整流器的锂电池充放电装置研究

针对当前锂动力电池的良好应用前景,介绍了一种新型的基于双向DC/DC同步半桥整流器的高效锂动力电池充放电装置。对该充放电装置的工作原理及过程进行了详细分析,同时对其硬件参数和软件算法进行了设计。最后搭建了实验平台,对单个200 Ah的锂动力电池进行了充、放电实验。实验结果验证了该装置电路拓扑结构和控制方案的可行性。     

新型铝硫电池的等效电路模型及参数辨识

铝硫电池作为一种低成本,安全高效的新电池技术,成为电池储能的发展方向之一。与传统锂离子、铝离子、钠离子电池的充放电原理不同,铝硫电池的充放电过程是一个多步连续的氧化还原反应,因此铝硫电池的充放电曲线与工作特性都较为特殊。针对新型铝硫电池的进一步应用还存在着没有电池模型的问题,以及铝硫电池与传统阳离子电池不同的工作原理与特点,文中提出了一种基于二阶RC等效电路模型的铝硫电池等效电路模型,并使用HPPC测试数据,实现了模型参数的离线辨识。通过仿真平台的模拟测试,证明该模型在低电流及中等电流条件下具有良好的准确性,可以满足铝硫电池在下一步电池荷电状态估计中对模型精确度的要求,实用性很高。     

电动汽车用动力电池性能检测系统

电动汽车用动力电池性能检测系统以AT 89C 5 2系列单片机作为系统的控制核心 ,采用电子逆变技术 ,由IGBT构成恒流充电电路及VMOS管并联方式组成恒流放电电路 ,以达到节能 ,减小体积 ,降低功耗的目的。系统集电池电压采样、数据处理、充放电控制、数据及曲线打印、键盘显示于一体 ,不需上位微机即可完成全部检测。充放电过程既可自动控制 ,也可手动控制。经实际应用证明 ,本系统性能稳定、实用性强 ,节能效果明显 ,充放电电流可达到 5 0 0A ,满足了电动汽车用大容量动力电池及电池组的充放电性能检测、容量和能量测量及寿命实验 ,解决了电动汽车用动力电池检测的难题。     

蓄电池充放电管理的全过程仿真研究

为了实现蓄电池不同充放电控制策略之间的切换,提出了一种基于蓄电池荷电状态(state of charge,SOC)实时监测的蓄电池充放电管理的控制方法。在考虑蓄电池的动态数学模型基础上,研究了蓄电池的SOC监测、充放电特性曲线、充放电控制电路、充放电管理策略和电池的分组管理等问题。以蓄电池的SOC作为蓄电池充、放电判断条件,实现了蓄电池进行自主充、放电管理的控制策略。利用PSCAD/EMTDC仿真软件,通过算例系统验证了蓄电池模型和充放电控制方法的正确性和有效性。研究表明,通过合理的蓄电池充、放电管理及切换,实现蓄电池充放电全过程,为蓄电池组无论作为独立电源还是在微网孤岛模式下与其他间歇性能源相配合使用均提供了一定的理论参考。     

考虑电池储能老化和需求侧响应的交直流混合配电网动态重构方法

现有的电池储能模型一方面认为电池的充放电功率和效率为固定不变的,另一方面有关电池储能的充放电过程对循环老化的影响缺少考虑,这与电池单元本体的非线性等效电路模型相违背。因此,考虑电池储能的循环老化成本、需求侧响应,提出了交直流混合配电网动态重构方法。通过对实际电池储能的充放电功率的运行区域进行采样,在凸包络的采样点集合中将非理想状态下的电池储能模型重构为线性模型。在此基础上,分别建立了基于累积吞吐电量和放电深度的循环老化成本模型,构建了综合成本最小化的交直流混合配电网动态重构模型。并采用混合整数二阶锥规划方法求解。在改进的33节点算例上仿真验证了所提基于放电深度的循环老化成本模型的经济性,分析了交直流混合配电网重构方法经济性的影响因素。     

太阳能LED区域照明控制系统的研制

开发了一种应用于区域照明的太阳能LED照明控制系统。在该系统中,计算机对区域内所有的路灯进行控制;基于单片机ATMEGA16的控制器实现了每个路灯的充放电控制及其与上位机之的间数据通信。充电电路采用了同步Buck结构,以减小功率损耗;放电电路采用恒流控制,以提高LED的发光效率。根据蓄电池的状态分别采用了最大充电电流跟踪、过充和浮充策略。利用SD卡存储太阳电池的实测数据为太阳能LED照明系统的优化配置提供了依据;基于NRF9E5实现了路灯与上位机之间的无线通信;上位机操作界面方便了系统的调试和维护。长期运行结果表明：系统运行稳定,充放电状态正确,数据通信正常。     

汽车用铅酸蓄电池SOC预测研究

电池的开路电压与电池荷电状态(SOC)存在密切的关系,然而大量研究表明,当电池在恒定电流下充放电时,端电压与SOC的变化规律近似于开路电压与SOC的变化规律。但对于汽车用蓄电池来说,并没有文献明确地给出蓄电池在充放电电流变化状态下其端电压与SOC的对应关系表达式。通过对电动汽车用蓄电池进行充放电实验,利用Matlab对实验数据进行曲线拟合处理,得到变化工作电流下的蓄电池SOC与其端电压的数学关系,提出了蓄电池SOC估计的修正经验公式,为电动汽车续航里程的准确估计提供了新方法。     

正负脉冲式高频开关电源的研究

针对电池在充电过程中,电池内部产生的气体严重影响电池的使用寿命和容量的情况,提出了在充电过程中,可以通过瞬间放电把电池内部的气体排出的正负脉冲式充电方法。给出了正负脉冲式高频开关电源的电路拓扑结构及控制方法,采用新技术提高系统的功率因数。通过试验验证了该方法在提高电池有效容量和缩短电池充电时间方面有了明显的改善。