锂电池组单体电压检测系统设计

提出了一种基于"飞电容"技术测量串联锂离子电池组中单体电池电压的检测系统。该电路由MOSFET输出光电耦合器、差分运算放大器及AD采样电路组成。文中提供了15节串联电池组单体电池电压测量电路,高压开关采用的是AQS225R2S,差分运算放大器采用的是OP4177,AD采样由MSP430F169完成。首先在multisim11.0软件基础上进行了仿真,然后给出了15节串联锂离子电池组单体电压测量电路的实验结果,并进行分析。实验结果表明,此种方法具有对锂离子电池组影响小、精度高及体积小等优点,并且可以为电池组的均衡和SOC估算提供基础,可以应用在电动汽车和锂电池储能系统等领域。     

锂离子电池电压在线与离线检测设计

电动汽车动力锂离子电池电压检测是电池管理系统的关键技术之一,准确的电压检测对锂离子电池的安全性有重要的意义。在分析现有锂离子电池测量方法的基础上,设计了基于BQ76PL536和MAX11081的锂离子电池电压在线和离线检测电路方案,并进行了测量误差、功耗和高低温特性等测试实验。实验结果表明,该方案能实时准确地在线测量电池电压和离线监测电池电压故障,具有体积小、电路设计简单等特点,优化了电池管理系统的结构和功能,提高了电池使用的安全性。     

锂离子电池组的短路保护电路设计

在锂离子电池短路安全性实验的基础上,分析了短路保护的重要性,设计出了一种新型的锂离子电池组保护电路.该保护电路可方便地运用在采用MOSFET开关的电流保护电路中.该电路根据短路时电池组电压的变化来设计,并通过实验验证了该保护电路能够在5μs内动作,从而保护电池组.     

一种新型双开关反激式电池串电压均衡方法

串联电池组中单体电池间的电压不均衡会造成蓄电池使用寿命缩短以及电池组能效降低。针对传统反激式电压均衡电路开关管电压应力大,拓扑结构复杂等问题,介绍了一种基于双开关反激式串联电池组电压均衡方法,其双开关反激式结构将开关管电压应力钳位于总电池堆电位,共用开关管以及钳位二极管的结构大大减少了有源器件数量。分析了电路电压均衡原理,介绍变压器设计依据以及均压实现方法。通过对4个3.9 V/2 600 m Ah锂离子电池单体串联组成的串联储能系统进行仿真和实验验证,结果证明了该电压均衡方法的可行性及优越性。     

防爆锂电池车主从分布式电池管理系统的研究

针对防爆锂离子蓄电池车辆应用工况以及煤矿相关标准,设计了一款采用主从分布式方案、适用于防爆锂离子蓄电池车辆的电池管理系统。硬件电路主要包括:电压、温度采集电路,供电电路和通信电路;软件主要包括:电压、温度采集,主动均衡控制和电池荷电状态(SOC)估计;建立了人机交互界面,进行了模拟工况实验。结果表明,该系统均衡效果明显、测量误差小、SOC估算准确。     

锂离子电池充放电保护电路的研究

过充电和过放电将对锂离子电池造成极大损坏,因此对其充放电电路提出了严格的要求。设计的锂离子电池保护电路通过检测锂离子电池的充电、放电时的实时电压值,并与设定的电压值进行比较,由此控制电路的通断,对锂离子电池的过充电、过放电进行保护。     

锂电池的开关电源式智能管理系统设计

设计了基于开关模式电源的锂离子／锂聚合物智能管理系统,系统恒流恒压充电方式,通过使用开关模式的电源来提供电池充电所需要的电压和电流,并且应用单片机和一系列周边电路来实现充放电的控制和对电池的保护功能,利用开关电源,可以很有效地减少大容量电池充电系统的功率损耗,从而大大降低整个系统的发热量,实验结果表明,该系统具有此较好的效果。     

大规模储能用锂离子电池管理系统

锂离子电池因其性能优异在高电压大容量的储能系统得到了广泛的应用,但锂离子电池单体容量过大,充放电过程中易产生高温,诱发不安全因素,必须采用锂离子电池管理系统来维护电池安全运行,并延长电池循环寿命。根据锂离子电池在储能系统中的特性,提出了一种新型的分层管理的储能用锂离子电池管理系统,详细论述了每层的结构和功能,并着重介绍了整个锂离子电池管理系统的主要功能,特别是单体电池数据采集功能、电池状态估计功能和均衡管理功能,并对各自的实验策略进行了实验验证。实验结果验证了该种管理系统能满足现实储能系统的需要,实现了锂离子电池的高精度状态估计和高效均衡功能。     

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。     

太阳能无人机能源管理器研究与设计

对太阳能无人机能源管理器的设计进行了详细的阐述,对能源系统各个工作状态进行了实验验证。该方案设计选用最大功率点跟踪(MPPT)半调节母线拓扑技术,成功实现了对电源系统中太阳阵、锂离子电池以及锂硫电池管理功能,该方案设计电路适应性强,各方面性能均比较理想,对临近空间电源系统具有很好的适用性。     

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.     

锂离子电池组可用剩余容量的估算方法

锂离子电池的可用剩余容量是电池管理系统(BMS)中一个重要参数,为精确计算电池的可用剩余容量,提出了一种新型的估算锂离子电池可用剩余容量的方法,利用开路电压法与智能估算方法相结合估测电池的SOC,得到锂离子电池SOC的实际值和估测值,经过比较,能很好的反映出电池随老化程度及其他条件的改变而发生的可用剩余容量变化.     

基于多新息最小二乘算法的锂电池参数辨识

为了保证电池管理系统的安全可靠运行，需要准确地辨识锂离子电池模型参数。以磷酸铁锂为研究对象，建立其RC等效电路模型，并基于该模型辨识锂离子电池模型参数。锂离子电池模型参数受外部因素影响较大并且参数辨识结果受在线信息采集的限制，采用多新息最小二乘辨识算法进行锂离子电池模型参数在线辨识。通过3种不同的充放电实验采集数据，并根据实验数据在不同初值下进行参数辨识，通过比较由辨识结果估计出的端口电压值与实际值的误差来描述辨识结果的准确度。实验结果表明，多新息最小二乘辨识算法具有快速收敛性与高精确性。     

动力锂电池组充放电智能管理系统

提出了一种全新的动力锂电池组充放电智能管理系统,以ISL9216、ISL9217为模拟前端(AFE),ATmega32为控制芯片,MAX1033为辅助锂电池电压采集IC,DS18820为单节锂电池温度传感器,成功地实现了一个14节锂电池串联动力锂电池组的充放电过电流保护和放电时短路电流保护,充放电循环次数记录,单节锂电池电压监测,电池组温度监测以及高达200 mA平衡电流的快速电量平衡等功能,具有体积小,成本低,精度高,反应快,电路简洁等优点.     

基于自适应卡尔曼滤波的锂电池SOC估计

考虑到传统的卡尔曼滤波策略在未知干扰噪声环境下不能对锂离子电池的荷电状态(SOC)进行准确的估计,简要论述了锂离子电池的等效电路模型,提出了自适应卡尔曼滤波方法,利用Matlab/Simulink建立了基于自适应和常规的卡尔曼滤波法的锂离子电池SOC估计的仿真模型,分析研究了在未知干扰噪声下两种滤波法的SOC估计值变化曲线以及误差关系。仿真结果表明,采用自适应卡尔曼滤波方法估计的SOC误差较传统的要小,从而有效降低了未知干扰噪声对电池管理系统所受到的影响,且具有较好的鲁棒性,为今后深入研究动力电池SOC估计方法提供了一定的参考。     

动力电池状态参数监测系统的设计与实现

在电池管理系统中,电池状态参数监测系统是保证其正常运行的基础。针对电动车动力电池管理系统的需要,设计实现了一种基于DSPTMS320F28335芯片的动力电池状态参数监测系统。通过多次实验测试验证,该系统可以对动力电池的总电压、单体电压、总电流和多点温度进行监测和处理,其监测电路简单,成本低,精度高,具有一定的实用价值,同时在监测过程中电压和电流监测电路与动力电池通过光耦相互隔离,保障了监测过程的安全性。     

航天锂离子电池组均衡器的研究

阐述了锂离子电池组充电均衡器详细设计,在各个工作状态并选用不同的电路参数对均衡器电路进行了试验验证。该方案通过软件均衡与硬件均衡技术,成功实现了7节串联锂离子蓄电池充电均衡管理功能,并给出了详细的软件均衡的结果,与以往的锂电池组充电均衡方案相比,电路适应性强,各方面性能均比较理想,具有很好的实用性。     

车用动力锂电池的SOC估计

给出了动力锂电池管理系统的整体结构,并且对主控板和子控板的布局与功能进行了详尽介绍。建立了适合于Kalman滤波估计的锂离子动力电池的状态空间模型,该数学模型关系简单,易于工程实现。在此基础上,对模型进行了线性化处理,采用安时积分法、开路电压法结合扩展卡尔曼滤波(EKF)算法实现了对电池荷电状态(SOC)的准确估算。实验结果表明,EKF算法在估算过程中能保持很好的精度,对初始值的误差有很强的修正作用,在SOC估计中有很强的应用价值。     

LTC6802-2在高压锂电池组测控系统中的应用

实现了以LTC6802-2为主的大规模高压锂电池组的监控系统,成功实现了192节串联锂电池的监控,通过增加对等的监控单元可扩展到47 000节。除了一般电池组监控系统的电压实时监测、自动平衡、温度监测等功能外还可接驳上位机,与集成了Modbus协议的工控组态软件组成功能更强的锂电池组监控系统,可对数据进行查看、记录、分析等。     

基于便携机的锂离子蓄电池充电器的设计

为了满足不同便携式计算机中锂离子蓄电池组对充电器的需求,介绍了如何运用锂离子蓄电池专用充电控制芯片MAX745进行充电器的设计。首先介绍了该充电控制芯片的拓朴结构及锂离子蓄电池所要求的先进行恒流充电后进行恒压充电的控制机理;后阐述了针对不同电池组的要求进行充电电压、充电电流及最小输入电压等参数的设计,以实现对1～4节任意相串的锂离子蓄电池组进行充电的目的。由于MAX745芯片内含国际上先进的同步整流技术,工作频率为300kHz、最大充电电流可达4A、充电电压精度高于0.75%,所以此充电器不但可快速、精确地完成对锂离子蓄电池组的充电,而且其转换效率高达90%以上。实际应用证明,用MAX745控制芯片设计的充电器电路简洁、安全、可靠,能满足便携式计算机所需的大电流、高精度、体积小、质量轻的要求。