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。     

电动汽车用锂离子电池的能量功率特性分析

着眼于锂离子电池在电动汽车动力电源领域的应用,以六种国产锂离子电池为研究对象,对其能量功率特性进行了试验和分析。研究表明:锰酸锂离子电池具有优良的能量功率特性,可以在能量和功率特性两者之间进行具有针对性的柔性设计,以满足电动汽车的不同需求;磷酸铁锂离子电池具有出色的高温耐受性和大电流放电能力,随着比能量和比功率的提高以及成本的下降,将会在电动汽车动力电源领域得到更为广泛的应用。     

面向低速电动汽车的锂电池保护系统设计

在低速电动汽车的动力电池选择上,锂离子电池以其独有的优势正在逐渐走向低速电动汽车的市场。针对锂离子电池充放电过程中发生的充电过压、充电过流、放电过流以及短路等情况,以ML5238作为电池采集芯片,以恩智浦的MKE06Z64作为主控芯片,设计了一套锂电池保护系统。本系统实现对锂离子电池充放电的电流、电压检测和显示,并且对电池的充放电进行保护,同时对充电过程发生的电池不均衡现象设计了电池的均衡功能。     

基于新一代电源控制器的锂电池在轨管理分析

卫星电源系统已广泛采用锂离子蓄电池组作为在轨储能装置.介绍了基于新一代电源控制器的锂离子蓄电池组在轨管理策略,重点阐述了新一代电源控制器充电控制方式和新一代能源管理软件的应用.实际获取的卫星在轨数据表明,提出的管理策略,既能对锂离子蓄电池组进行恒流恒压充电,又能满足锂离子蓄电池组在轨控温及均衡需求,有助于延长电池使用寿...     

基于电池暂态响应分析的锂电池SOC估计

锂离子电池因快速充电和长循环寿命特性,在电动汽车、电网侧储能系统中应用广泛.精准的电池荷电状态(SOC)估计有助于保障系统可靠性,延长电池系统寿命,然而在考虑电池充电和放电以及复杂工况条件造成的电池内部复杂的化学和物理变化的条件下,完成精准电池SOC估计十分困难.通过脉冲激励电池的充放电暂态响应特性分析,辨识等效电路模型参数,建立电池不同工况条件下的动态电池模型,并采用扩展卡尔曼滤波方法对纠正参数辨识和OCV-SOC映射中的误差.以Arbin测试平台估算结果作为对标,验证了所提方法的有效性.     

电动汽车动力电池充电动态特性仿真方法研究

随着电动汽车充电站的大规模建设及电动汽车车载充电机的推广使用,对于电动汽车充电特性的研究,如:充电设备检测技术、电动汽车充电设备负荷集聚特性等越来越深多,动力电池作为充电机负载对其特性的影响不可忽视。提出了一种用于电动汽车充电特性研究的动力电池动态仿真方法,采用了二阶RC非线性等效电路模型,并通过实验对模型参数进行辨识,然后利用所得到的有限参数进行线性插值,从而实现不同额定参数下,不同充电条件下的电池动态特性的模拟。同时结合热力学理论,根据参数计算出充电过程中各单体电池的温度。最后通过实验验证了提出方法的正确性。     

电动汽车太阳能电源补充系统的研究

主要研究太阳能电源补充系统,将太阳能电源输出电压升压至240 V,为蓄电池直接充电,并进行电池的自动维护。通过对蓄电池充电、太阳能电池板特性的一系列研究,设计、制作、调试出一套充电系统。重点研究太阳能不稳定电压的升压变换及其利用最大化的实现,充电电路的节能,电池充电和维护策略的优化,方便电动汽车用户电源管理方案设施。     

分时复用的锂离子组电池均衡充电电源

为了提高锂离子电池组的充电效率,采用分时复用技术设计并研制了一种限压脉冲恒流的新型均衡充电电源。充电电源包括控制模块、高速脉冲产生模块、分时复用信号产生模块、恒流源模块和保护电路模块,并结合高速模拟比例-积分-微分(PID)反馈,达到对每节电池充电电流的独立调节。软件设计方面,采用数字离散化的Ziegler–Nichols PID控制算法,减少了电池组特性的不一致性,达到对每节电池均衡充电,从而提高了电池组的使用寿命。利用该充电电源对四节24 V/24 Ah的锂离子电池组进行充电测试,实验表明该充电电源充电电流稳定度优于4×10-5A,线性度优于99.97%,保证了锂离子电池组快速充电。     

光伏不平衡接入的配电系统中电动汽车有序充电策略

摘 要：电动汽车和分布式光伏电源的广泛接入可能会加剧配电系统的负荷峰谷差和三相不平衡问题。在此背景下, 探讨以优化负荷轮廓和减小配电系统三相不平衡为目标的电动汽车有序充电策略。首先, 根据汽车出行特性和电池充电过程, 对充电负荷进行建模。之后, 在配电系统三相模型基础上,通过控制电动汽车充电接入相、充电功率和充电时间, 建立以优化负荷轮廓和减小三相不平衡为目标的电动汽车有序充电优化模型, 并采用自适应遗传算法求解。最后, 以修改的IEEE 33节点测试系统为例对所提方法进行仿真计算,结果表明：采用所提方法,电动汽车充电负荷可避开系统负荷高峰并起到“填谷”作用, 并有效缓解了分布式光伏发电引起的三相功率不平衡问题。     

锂离子电池燃烧特性及火灾危险性研究

为研究锂离子电池在充电过程中的火灾危险性,以电动汽车最常用的磷酸铁锂电池为研究对象,利用ISO 9705全尺寸房间火标准测试平台的燃烧间搭建试验平台,对竖直和水平放置方式下不同充电倍率的锂离子电池进行燃烧试验,获得不同工况下锂离子电池的火灾行为、表面温度和周围温度场分布、质量损失速率等;根据燃烧结果分析不同充电模式下锂离子电池的燃烧特性,由此评估电池的火灾危险性。结果表明:快速充电的锂离子电池点燃时间短且燃烧强度强,火灾危险性较大;竖直放置的锂离子电池易发生爆燃现象,其火灾危险性比水平放置的要大。     

一种便携式智能充电器的设计

在充电电池使用过程中,影响电池寿命的最主要因素是过充电和过放电。普通MH-Ni蓄电池、锂离子蓄电池充电器功能比较单一,很难有效防止过充电的发生。研究了一种新型的便携式智能充电器的电路设计。该电路主要采用降压转换芯片MAX1685和数码管驱动芯片MAX7219作为电路主体,采用单片机PIC16F676作为控制核心,通过软件编程可以实现对1～3节锂离子蓄电池或1～8节MH-Ni蓄电池的充电和监测,其充电功能完善,安全高效,显示功能齐全,并且体积小、质量轻,完全适合于便携式设备的充电应用。通过实际的小批量推广应用,取得了良好的使用效果。     

纯电动汽车充电机系统稳定性研究

一般纯电动汽车充电机的控制系统基于额定输入电压、充电电流等条件设计,忽略了工作条件变化和元器件寄生参数对系统稳定性的影响.为了保证在充电过程中充电机能够稳定工作和进一步了解充电机系统稳定性的机理,建立基于全桥拓扑结构的纯电动汽车充电机的平均线性小信号模型.依据该线性小信号模型推导出表征充电机特性的关键传递函数.通过MATLAB仿真,研究纯电动汽车充电机在拓扑结构和主要参数确定的情况下,影响其控制环路特性的因素如输入电压、充电电流、输出滤波器等效串联电阻与表征控制环路特性的参数如穿越频率和相位裕度之间的关系,并用实验证明了理论分析的正确性.     

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。     

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...     

虚拟电池管理系统

针对电动汽车充电设备的自动化检测,设计并实现了一种基于计算机和CAN通信接口的虚拟电池管理系统。此系统基于动力电池电量特性和热特性的数学模型,根据测量所得充电设备的输出模拟动力电池的充电响应,如单体电池电压、单体电池温度、电池荷电状态(SOC)等,再将这些状态信息回馈给充电设备,从而为充电设备检测提供实验环境。该虚拟电池管理系统可按检测要求设置不同的动力电池类型及参数,配置不同的充电要求,为充电设备提供相应的虚拟电池负载,实现充电设备检测过程可控。     

一种集成化蓄电池脉冲充放电控制器

市场上的封装电池是由几个具有相同特性的电池单元串联而构成的,因此蓄电池充电器只能对封装电池整体进行控制,无法避免内部单元的过充电,从而降低了蓄电池使用寿命。提出一个对电池最小单元进行最优化控制的充放电控制拓扑,并进行软开关参数设计和整合,对变脉宽脉冲充电方法进行改进,设计了一种简单有效的正负脉冲充电方法,可有效消除充电过程中的极化现象,实现快速充电的同时提高了电池寿命。此外,对提出的拓扑和充电策略设计了便捷可行的均衡方案。最后制作实验样机,验证了拓扑的实用性、控制的有效性以及整体方案的可行性。     

无轨电车锂电池组充电设计

分析了用无轨电车传统充电模式对锂电池组充电时的不足,提出了车载充电机受电池管理系统控制的充电模式。电池管理系统采集分析锂电池组的数据,得出充电允许信号、充电电流、充电电压限制值等信息,并通过CAN总线与车载充电机交换数据,控制车载充电机对锂电池组进行安全、快速的充电。     

机车蓄电池组充电器电路结构的研究

本文分析了机车的辅助供电情况,介绍了目前机车蓄电池组的充电方式,深入研究了目前车载蓄电池组充电器的几种电路结构,并通过对其工作原理和性能的对比分析,指出了这几种方案各自的优缺点.采用新型升降压斩波电路的机车蓄电池组充电器,可以灵活控制机车蓄电池组的充电过程,通过对输出值进行闭环反馈控制,可以达到很高的控制精度,最终实现对蓄电池组的高效充电.     

小型风力发电用蓄电池充电器的设计

针对小型风力发电系统中蓄电池充放电过程中的种种问题,提出了一种适合于小型风力发电系统蓄电池充放电控制的方法.基于单片机和DC-DC功率变换器,设计了智能快速充电器,该充电器在风力发电机输出电压波动范围大的情况下,也能对蓄电池合理充电.     

电动汽车充换电设施典型设计方案研究

为规范充换电设施建设规模和站体布置,研究了电动汽车充换电设施标准化问题,提出了典型设计方案。阐述了典型设计方案编制原则,给出了服务对象具体参数和典型设计方案分类,举例对充电站典型设计方案进行分析研究,包括总平面布置、充电设备、供配电系统、二次系统、土建、消防等内容,并从电池架充电、分箱充电机选型及组柜、换电设备设计、换电监控、电池检测维护等五方面详细阐述换电系统设计方案。提供了所有典型设计方案的配置情况。该典型设计方案可用于统一设备类别和选型,有效控制充换电设施工程造价,也为后续充换电设施运行维护取费标准作好准备,已成功用于指导国家电网公司系统各单位编制充换电设施项目建设方案。