一种空间锂离子电池自主均衡方法

针对空间锂离子电池单体电压均衡问题,提出了一种智能线性均衡方法,该方法通过纯硬件电路实现每个均衡器与蓄电池单体自成一个子系统,实现自主均衡功能。给出了详细的电路设计及测试实验结果,与以往的锂电池组充电均衡方案相比,无需复杂的软件算法,均衡电路能够根据锂离子蓄电池容量情况进行智能调整,满足各种卫星平台大功率锂离子蓄电池组的均衡控制需求,电路适应性强,具有很好的实用性。     

空间用锂离子蓄电池组的接口管理效果

为验证锂离子蓄电池组与蓄电池组接口管理单元(BIMU)之间接口的正确性、匹配性及性能指标的符合性,进行了锂离子蓄电池组与BIMU之间模拟在轨工作条件下的联合实验。实验验证了BIMU在地影期主/备机的自主均衡功能、光照期主机的自主均衡功能,同时取得了锂离子蓄电池组的自耗电数据、单体电池电压的离散度,以及在3.0~4.1 V电池电压的采集精度。     

旁路开关工作原理与关键性能参数试验方法介绍

旁路开关作为航天器供电系统的锂离子蓄电池组供旁路切除失效电池单元的必要元件,笔者在阐述了旁路开关的定义和工作原理后,对目前此类开关产品关键性能参数的试验方法进行了介绍,最后提出了后续研究工作重点和标准化工作方向。     

空间锂离子蓄电池组智能管理模块设计与实现

针对高容量锂离子蓄电池组的管理要求,提出了一种自主智能化管理模块设计方案,通过自主硬件均衡技术、By-pass驱动技术分别实现了对锂电池定值线性均衡控制和失效的某节单体旁路剔除,采用混合集成电路技术,大幅度降低了产品体积质量,增加了产品过程控制的稳定性。该设计可为卫星上高容量电池管理设计提供参考。     

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。     

基于电感储能的新型锂离子电池组C2C均衡电路

串联锂离子电池组由于电池制造工艺、电池工作环境不同等原因,在多次充放电后单体电池之间荷电状态(SOC)和电压存在不一致性。针对串联锂离子电池电压不一致性问题,提出一种新型基于电感储能的锂离子电池组C2C均衡电路,利用电感将能量从电压高的电池单体转移到电压低的电池单体,实现任意两节电池单体之间的电压均衡。该电路具有体积小、均衡速度快的优点。实验结果表明,该均衡电路可以减小锂离子电池组的最大电压差,实现电压均衡。     

一种航天用低成本锂电池组自主均衡电路

针对商业卫星锂离子蓄电池管理系统的智能化、低成本、高可靠的特点,提出一种基于三端稳压器的锂离子电池均衡方法,其均衡电流、均衡开启电压及斜率可通过三端稳压芯片外围电路进行调节。此均衡电路可以用于单节电池的均衡,也可支持多级级联,从而能够支持任意节电池组成的电池组的均衡。经仿真和实验验证,此电路对单体电池电压的均衡精度小于15 mV,其结构简单、成本低、体积小、可靠性高,能够满足低轨商业卫星锂离子蓄电池组的管理需求。     

GEO卫星锂离子蓄电池组充电控制方式的研究

卫星电源系统多采用锂离子蓄电池作为储能装置,结合锂电池的特性研究了锂电池充电控制方式,对传统GEO卫星用锂离子电池的充电控制方式和基于下一代电源控制器的新型充电控制方式进行了对比分析。通过波形表明,传统锂电池充电控制方式,在继承氢镍电池充电控制器的基础上,依照锂离子蓄电池的特性对充电控制方法进行了改进,可满足锂离子蓄电池组的充电要求;新型的锂电池充电控制方式可有效对锂离子电池进行自主恒流恒压充电,有助于延长电池使用寿命,且易于实现对电池的保护,更适合GEO卫星锂离子蓄电池组的充电需求。     

光伏离网系统蓄电池组单体电压检测的研究

在光伏离网发电系统中蓄电池组起着至关重要的作用,由于其成本昂贵,且维护不便,因此需要对蓄电池组进行实时监控。目前对串联蓄电池组单体电池电压的测量方法主要有共模测量法和差模测量法。本文在总结现有测量方法的基础上,设计了一种新型差模测量方法。通过开关阵电路依次选通串联蓄电池组的单体电池,并通过采样隔离电路和调理电路,将采样信号送入到数字信号处理器的AD模块,实现对串联蓄电池组单体电池电压的测量。本文还给出了开关阵电路详细的优化方案,大大提高了处理器I/O口的利用率。最后通过实验验证了该方法的可行性。从实验结果可看出,该方法具有采集速度快、测量精度高等优点。     

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。     

基于STM32的通信用后备锂电池组管理系统的研究与设计

锂电池组后备电源是通讯系统后备电源发展的一种趋势。锂电池组后备电源比传统的铅酸电池后备电源具有很多的优势,但由于锂电池自身的特点,使用时需要专门的电池管理系统进行电池管理,利用STM32设计了一种可用于通讯基站的16串锂电池组后备电源管理系统。     

锂离子蓄电池电解液研究进展

锂离子蓄电池电解液及其添加剂的研究日益受到研究者的重视。电解液作为锂离子蓄电池重要组成部分对电池性能影响很大。综述了现阶段锂离子蓄电池电解液的溶剂、锂盐、低温性能以及热稳定性方面的研究状况。添加剂是有效改善锂离子蓄电池电解液性能的手段,概述了目前添加剂几个主要方面———SEI成膜添加剂、电导率提高添加剂、电池安全保护添加剂的研究进展。     

水下装备用锂离子电池的研制进展

综述了国内外锂离子电池在水下装备应用中的研制情况,并简要阐述了当前锂离子电池在水下装备应用中存在的安全性问题,同时对锂离子电池在水下装备中今后的研究热点和发展前景进行了展望。     

车载锂离子动力电池系统及充换电技术研究

电动汽车车载动力电池的性能直接影响汽车的续航里程,车载动力锂离子电池组的安全性和串联充电不均衡问题是限制其发展的一大阻力。结合国内外电动汽车动力电池的发展状况,对其中前景较好的锂离子电池管理系统的构成和核心功能进行了重点介绍。分析了车载锂离子电池组的充电模式,总结出针对它的智能充电最优方法,并针对电池检测装置进行了初步介绍。     

不同正极材料的锂离子电池容量特性分析

容量作为表征锂离子电池剩余寿命的重要参数,是目前国内外学者研究的重要内容之一。为了更全面地分析锂离子电池容量特性,选取了两种不同正极材料的锂离子电池作为研究对象并进行容量特性的相关实验,探究了正极材料、放电倍率、电池温升、环境温度和循环次数等五个参数对电池放电容量的影响,进一步分析了引起锂离子电池容量衰减的内部机理。实验结果表明,相比于磷酸铁锂电池,镍钴锰三元锂离子电池对温度和放电倍率更敏感。     

流变仪在锂离子电池中的应用

在锂离子电池生产过程中,浆料的质量对极片的加工和电池的最终电性能有着直接的影响。介绍了流变仪在锂离子电池浆料研究中的常用概念,综述了流变仪在锂离子电池浆料的加工过程以及在原材料和添加剂等方面的应用研究进展,为制作分散均匀且稳定的浆料提供了参考。     

发展中的聚合物锂离子电池(2)--电池生产工艺进展

简要介绍了聚合物锂离子电池几种组装流水线生产工艺,同时分别讨论了电池中电极浆搅拌、电极膜制备,电池化成等工艺过程;对锂离子生产中的关键环境技术-除湿技术进展也进行了简要评述。指出目前聚合物锂离子电池规模生产的关键是自动化生产线的研发。     

锂离子电池内阻辨识及其在寿命估计中的应用

根据锂离子动力电池的特性分析,以实时辨识锂离子电池欧姆内阻为目标,建立了电池内阻简化模型.在该模型的基础上,利用实验采集的数据和递推最小二乘算法,实现了对电池欧姆内阻的在线实时辨识.通过该内阻辨识算法,开展了电池寿命估计实验.获得了电池内阻在不同工况下的变化趋势等相关结论,为实现寿命状态估计提供了有益的参考.     

基于分数阶阻抗模型的磷酸铁锂电池荷电状态估计

锂电池荷电状态(SOC)估计是电池管理系统中不可或缺的重要组成部分。锂电池传统整数阶等效电路模型未充分考虑其内部电化学反应现象,故将导致SOC估计结果偏离真实状态。文中以磷酸铁锂电池单体为研究对象,提出一种基于分数阶阻抗模型的锂电池SOC估计方法。该方法利用分数阶元件表征锂电池内部固液界面的输运现象和极化效应,基于分数阶微分理论建立状态转移方程和系统量测方程,并针对锂电池高度非线性的工作特性,利用无迹变换逼近原始状态分布,运用分数阶无迹卡尔曼滤波算法估计锂电池SOC。实验结果表明,分数阶阻抗模型能准确描述锂电池工作特性,所提算法在估计精度和跟踪速度上有一定提高。