静止伏安发生装置中的锂电池充放电控制

文章在分析了锂离子电池的充放电特性和建立了电池模型的基础上,设计了相应的控制策略,并根据系统的动态特性,探讨了锂电池储能装置中的能量管理控制系统的设计方法,搭建了硬件电路。通过控制双向变换器调制锂电池的充放电,使经过变换器的直流母线电压保持恒定,便于后续环节的配置。通过仿真对锂电池储能装置的输出特性进行验证,证实了所设...     

井下微能量收集装置设计

井下无线传感节点能量有限,可利用能量收集技术将井下环境能量转换为电能为传感节点供电,从而延长无线传感节点生命周期。测试并分析了井下巷道弱光环境下光照强度,结果表明距光源1～2m范围内,光照强度为50～170Lux,符合非晶硅、钙钛矿等光电材料工作范围,因此将井下弱光能量转换为电能具有可行性。采用30cm×40cm非晶硅光伏电池板、BQ25505型电源管理芯片和锂电池设计了一种井下微能量收集装置,可将井下弱光能量转换为电能并存储。针对井下环境能量不连续的特点,设计了能量缓存机制,即采用容量较小的可充电锂电池为能量缓存电池,选用较大固定容量的锂电池为备用电池,当可充电锂电池电压达到设计值时由其供电,当电压不足时切换备用电池供电,确保无线传感节点正常工作。对微能量收集装置进行了实验室及井下测试,结果表明:装置在50Lux以上光照强度条件下即可输出毫瓦级电能;当井下光照强度达到170Lux以上时,装置能够利用转换的能量为低功耗无线传感节点供电,无需启用后备电池;当光照强度未达到170Lux时,能量缓存机制协调可充电锂电池和备用电池为无线传感节点供电,有效提高了节点生命周期。     

飞轮电池在离网型风力发电系统中的应用

针对目前风力发电系统中储能装置(蓄电池)寿命短、充放电效率低的问题,提出采用飞轮电池作为储能装置的方案,分析了飞轮电池的d-q模型及其充放电控制策略。在飞轮电池充电控制过程中,采用基于转子磁场定向的矢量控制策略;在放电控制过程中,采用以直流母线电压为控制对象的控制策略。仿真结果表明,采用飞轮电池作为离网型风力发电系统的能量缓冲装置,能够有效稳定离网型风力发电系统的直流母线电压,提高其电能质量和稳定性。     

电站储能调频系统电池SOH估计算法应用研究

对锂离子电池进行多次充放电试验,记录充放电试验的数据,根据这些记录的数据来分析电池的性能,寻找电池寿命的变化规律.根据试验数据建立电池寿命的数学模型,使用该模型预测电池的寿命.根据电池的充电电压曲线来估算电池的寿命,分析其效率、容量随电池寿命的变化规律.根据试验得到的数据,对使用的锂离子电池进行SOH估算,验证算法的准...     

可充电式混合动力汽车电池管理系统设计

电池是可充电式混合动力汽车的关键部分,因此对电池进行有效的监控与管理非常有必要.系统基于Linear Technology公司的LTC6803-2电池管理芯片和TI公司的DSP TMS320F2812,完成电池组的管理与监测.F2812芯片通过SPI接口对LTC6803-2芯片进行了通信与控制,并且通过CAN总线将采集到的电池电压、电流、温度等信息传送至整车控制器,并且实时监测保护电池组.系统通过在Matlab/Simulink中建立模型,并通过Embedded IDE Link生成代码对程序进行了设计,该系统的电池电压测试结果误差在0.01 V以内,满足精度要求.     

电池化成用的能量回馈型直流变换器

电池在首次使用前需要进行多次充放电。电池化成的效果将极大影响电池的使用性能。目前市面上主流的化成装置主要采用电阻耗散的方式放电,能源利用率低。针对这一问题,为有效回收放电能量,实现循环利用,同时尽可能提高能源转换效率,设计了基于双向直流变换器的电池化成装置。该装置可以实现对电池能量的高效回收,彻底改变放电能量的丢失问题。采用开关电源的方案实施,将进一步提升能源的转换效率。该装置采用STM32F334作为控制器,以双向Buck/Boost为主电路的拓扑结构,采取模糊PI结构对环路进行补偿,实现对充放电过程中电压和电流的高精度控制,控制精度高达0.05%(FS)。通过与传统的化成装置进行测试比较,结果表明,能量回馈型的电池化成装置的节能率高达70%。该装置将逐渐成为市场的主流。     

锂离子电池RUL预测方法综述

随着电子设备的增长和电动车辆的普及,保障锂离子电池的安全和稳定成为研究人员的重要课题,其中电池的剩余使用寿命(RUL)为监测电池的手段之一.锂离子电池在其充放电循环期间会经历不可逆过程,可使电池容量持续衰减,最终导致电池故障,为进行合理的充放电管理,满足实际应用中的高可靠性要求,对使用过程中的RUL预测进行研究,介绍对锂电池RUL预测的基于机理模型、基于数据驱动、基于机理模型与数据驱动融合和基于数据驱动的模型融合等4种方法,并讨论基于数据驱动的各RUL预测方法的优缺点,总结并展望未来研究方向和发展趋势.     

基于AVR的笔记本电池检测仪

本文研制了以ATMECA88为核心、上位机软件为辅助的笔记本智能电池监测仪.监测仪通过系统管理总线将把电池的容量、电压、温度等信息通过RS232发送给上位机软件进行分析,并控制充放电电路对电池进行充放电以检测笔记本电池是否达到设计要求.     

便携机用充电电池可望标准化

据美刊最近报道,康柏计算机公司和杜莱塞尔(Duracell)公司将合作开发便携式计算机用标准型氢化镍合金(NIMH)可充电电池.该电地适用于多种牌号和型号的计算机,可大大降低用户及零售商需用的电池数.康柏公司将在新一代便携式计算机上使用杜莱塞尔标准电池.NIMH电池的使用寿命比镍铬(NICD)电池要长40%.杜莱塞尔公司正为手持式计算装置、亚笔记本、笔记本及Laptop便携式计算机推出4种标准型电池.公司是于1992年与日本的东芝电池有限公司和德国瓦塔电池集团进行技术联合,开发蜂窝电话、便携式计算     

考虑充放电不平衡的风电功率平滑电池分组控制

平滑风电场输出功率能够有效减小风电场并网对电力系统的影响.为改善电池分组控制实现风电功率平滑过程中的电池组充放电能量不平衡问题,本文基于充放电不平衡度和寿命衰减指标,分析得出了电池分组控制充放电不平衡状态与电池寿命衰减之间的定量关系.在此基础上,针对充放电不平衡问题提出了一种考虑充放电不平衡的改进控制策略.根据低通滤波...     

State of charge Kalman filter estimator for automotive batteries

A state of charge estimator for rechargeable batteries that operate under variable and repetitive charging and discharging conditions is proposed. The estimator is based on a state-space dynamic model of the battery which is obtained by modelling the kinetic of reactions and the diffusion phenomena. By using the terminal current and voltage measurements, an extended Kalman filter estimates the concentrations of the main chemical species which are averaged on the thickness of the active material in order to obtain the state of charge of the battery. The estimator is tested on experimental data derived from typical operating conditions of Nickel–Metal Hydride batteries used in automotive hybrid vehicles.     

带蓄电池检测均衡的充放电系统

研制了一种实用的蓄电池检测均衡的充放电系统。通过上位机软件对充放电机和蓄电池检测均衡系统的协调控制,使蓄电池组在充电时能够使其单体电池得到均衡处理,从而缓解电池组的不一致性,延长电池组的寿命。结果表明,该系统有效。     

一种风光互补发电控制器的设计与实现

针对风光互补发电系统中由于风力发电机和光伏电池间歇性供电造成的供电质量低下问题,提出了一种以PIC16F877芯片为核心的充放电控制方案,并给出了硬件电路和软件设计。研究表明该控制方法不仅能很好的实现蓄电池的三阶段充电,还能延长蓄电池寿命。     

VRLA蓄电池在线监测系统的设计

文章提出了一种VRLA蓄电池在线监测系统的设计方案,介绍了该系统的硬件及软件设计。该系统可以实时监测VRLA蓄电池的电压、电流、温度等参数,从而可了解VRLA蓄电池的充放电状态,估算剩余电量,避免VRLA蓄电池因过充、过放而影响寿命;能够通过上位机软件定期对VRLA蓄电池组放电,解决了长期浮充电造成VRLA蓄电池过早失效的问题。     

矿用锂离子电池组均衡管理系统研究

针对矿用大容量锂离子电池组在使用过程中,由于单体电池的性能差异,长时间充、放电过程中容量差异不断增大,最终导致锂离子电池组性能急剧下降缩短循环寿命缩短的问题,对多种电池组均衡充电技术进行研究并结合煤矿用防爆电气设备的结构特点,设计出一种适用于煤矿用锂离子电池电源的主动均衡型控制系统,该系统根据电池组中各单体电池的不同状态,在完成主充电状态后,通过均衡控制电路对电压较低的单体电池进行均衡充电,实现整组电池的均衡。通过实验和工业应用结果表明,该均衡控制系统可实现均衡充电误差小于30mV,锂离子电池组使用寿命大幅延长。     

基于TMS320F2812的光伏发电系统用双向DC-DC变换器

介绍了独立太阳能光伏发电的意义,采用非隔离型Boost/Buck拓扑结构为主电路拓扑,重点分析了主电路的工作原理。设计了基于TMS320LF2812的控制系统硬件电路、控制系统软件及数字PID控制器,给出了基于数字化控制的双向DC-DC变换器的充放电试验、升降压快速切换试验及其技术参数。数字化控制双向DC-DC变换器实现了太阳能板、蓄电池二者之间的稳定充放电及其快速切换。     

基于SMBus的便携式设备智能电池系统的实现

介绍了一种基于SMBus总线的独立管理的智能电池系统，智能电池系统定义了一些通信机制，使得电池能与充电器以及其它设备沟通，它能对电池的充放电电流、电压、温度、容量等重要参数进行监视和控制。     

基于VC和单片机的多通道锂电池检测系统

本文设计了一种多通道锂离子二次电池检测分析装置.该装置分为上位机和下位机两个部分,上位机用VC 编写控制程序;下位机由控制电路和通道板电路组成.上位机和8个控制电路(控制电路以AT89C52作为控制核心)之间通过RS-485进行通讯.每个控制电路控制8个通道的锂电池.从而实现了64个通道锂电池的同时检测.     

基于非理想电池模型能量收集无线传感器网络的链路调度

近年来,为了解决传感器节点能量受限问题,能量收集无线传感器网络成为了研究热点。针对传感器节点中电池存在容量有限、充放电损耗和能量泄漏等不足,提出了非理想电池模型的收集 使用 存储能量存储结构。综合路由、链路调度和能量分配3个方面建立数学模型,通过求解混合整数线性方程的方法得到最短帧长,从而提升网络吞吐量。仿真实验表明,充放电效率从0.6提高至0.9,帧长最多可减少48%;能量泄漏速率从0.04降低至0.01,帧长最多可减少33%;而扩大电池容量对帧长基本无影响。对比收集 存储 使用能量存储结构,帧长最多可减少11%,从而验证了利用所提方法,可以提高充放电效率,降低能量泄漏速率,大幅度提升网络吞吐量。     

Fuzzy PWM based on Genetic Algorithm for battery charging

This paper investigates the use of fuzzy logic control together with Genetic Algorithm (GA) to tune corresponding membership functions in a pulse width modulation voltage (PWM)-based converter for battery charging. For quick charging purposes, a current-charging mode is built on the charging battery series with small impedance resistance. Once the rechargeable battery voltage reaches the preset output voltage value during the current-charging mode, constant voltage-charging mode should take to do the battery charging. No matter what you use a voltage/current mode for battery charging, the PWM converter with tuning duty cycle is necessary to obtain various output voltages to charge battery. The proposed pulse width modulation (PWM) control strategy based on fuzzy logic systems is applied to charge batteries for buck converter. A simulation is proposed to illustrate the efficiency of the design proposed in this paper.