蓄电池充放电保护电路设计

为防止蓄电池工作于过充电和过放电状态,本文设计了一种蓄电池充放电保护电路,通过对蓄电池充放电过程中的电压和电流监测,该电路由滞回比较电路、电流采集电路和逻辑门电路配合控制电池的充放电开关,保证蓄电池处于安全工作状态,以此延长蓄电池的使用寿命。     

基于滑模控制的电池模拟器仿真与研究

以电流可逆斩波电路为基础,通过滑模控制方法 构建了Buck-Boost变换器,实现了一个拓扑结构电流双向流动的电池模拟器,以此来模拟电池充放电过程。通过控电压的方式进行调节,当电容电压大于电池电压时为电池充电形成Buck电路,当电容电压小于电池电压时电池放电形成Boost电路。通过将滑模控制与传统的PI控制相比较,验证了在负载波动时滑模控制的调节时间优于PI控制,有着更好的鲁棒性、动态性能。在理论分析的基础上,通过仿真软件得到了实验结果。     

基于超级电容组的竞速艇设计

本设计以两节5号南孚电池为能量源,经电路串并联转换后,设定两分钟的时间,往超级电容组内冲入一定电荷量。充电完毕后再驱动电机带动螺旋桨推动船体前进,使船用尽可能短的时间跑完长10米,终点门宽1.5米的直线赛道。系统共由竞速船体设计,超级电容组充放电电路设计,动力总成设计,三部分组成。经过测试,最优设计方案下能使船体在载重1kg的负载下,2.8秒内跑完全程。     

模型预测电流控制的航空蓄电池充放电控制器研究

为解决充电电路启动时电流增大、放电时系统抗扰动能力差等问题,提出了基于模型预测电流控制的航空蓄电池充放电控制方法,通过预测电流实现了充放电电流的无差拍跟踪,提高系统的抗扰性能与动态响应速度.本文设计的直升机蓄电池充放电控制器,不仅能够满足直升机蓄电池大电流快速充放电、消除镍镉电池的记忆效应的特殊要求,蓄电池还可以对直升机负载恒压放电.仿真结果证明了该方法的有效性,提高系统的鲁棒性.     

直流微网混合储能系统优化控制策略

和单一储能相比,蓄电池/超级电容混合储能系统可以满足微网多样化的要求.在独立直流微网系统中,根据优先使用功率密度较高的超级电容、减少蓄电池频繁大电流充放电的原则,提出了一种混合储能系统优化控制策略.加入延迟环节延迟蓄电池出力,由超级电容迅速平抑系统功率波动;根据超级电容实时荷电状态和充放电状态,采用模糊控制器调整延迟时间,在保证超级电容安全运行的前提下实现其充分利用;蓄电池作为持续供能设备,采用基于其端电压的多滞环电流控制方法,对蓄电池充放电过程进行优化,减少高频充放电电流切换造成的损伤.仿真实验结果验证了控制策略的有效性.     

一种振动自供能无线传感器的电源管理电路

针对振动能量采集器的输出功率过低不足以直接驱动无线传感器的问题,设计了振动自供能无线传感器的电源管理电路,根据调谐和阻抗变换原理对能量采集器进行了阻抗匹配,以最大功率对储能超级电容进行充电,对能量存储和电源管理电路的充放电特性进行了理论分析和实验验证。结果表明,该电路大幅度提高了采集器的输出功率和对储能超级电容充电的效率,当0.47 F超级电容电压达到0.6 V时,能量瞬间释放电路控制超级电容瞬间放电,成功驱动最大功耗为75 mW的无线传感器工作。     

电动汽车混合电源系统及其能量管理策略研究

对蓄电池-超级电容混合电源的研究,是电动汽车研究领域中的热点.针对电动汽车续驶里程短,蓄电池寿命较短等问题,对电动汽车电源系统的控制策略进行研究.为了合理的控制两者的功率输出,使电动汽车更高效的运行,详细分析电动汽车混合电源系统运行模式,利用蓄电池能量密度较高,超级电容功率密度较高的特点,提出功率电流控制超级电容和双闭环控制蓄电池相结合的混合功率分配策略.在MATLAB/simulink仿真环境下对电动汽车混合电源以及所提出的控制策略仿真,仿真结果表明:超级电容电流能够准确跟随大功率需求时的参考电流,超级电容起到了辅助电源的作用,减少了蓄电池大电流冲击以及充放电次数,所提出的控制策略能合理分配蓄电池和超级电容的出力.     

大型电动轮矿用卡车电传动系统控制方案

大型电动轮矿用卡车功率需求波动大,对加速时的后备功率和制动时的能量回收能力都有很高的要求,传统混合动力车辆采用的发电机组与单一动力电池并联供电的方式难以满足车辆对峰值功率和能量的双重需求。针对该问题,设计了大型电动轮矿用卡车电传动系统控制方案,并提出基于功率跟随与母线电压调节相结合的能量协同控制策略。在能量控制过程中,以发电机组和电池组作为主能量源跟随目标需求功率,以超级电容为辅助能量源,采用超级电容与发电机组交替工作的方式调节直流母线电压,使车辆能够根据行驶工况自动选择合适的母线电压调节方式。考虑电池最大充电能力及寿命的限制,提出了由超级电容负责电路能量回收并根据超级电容剩余电量情况缓慢向电池转移能量的方法。对特定车辆极端行驶工况的仿真结果表明,该控制方案保证了车辆具有充足的行驶动力,提高了电传动系统的效率;减少了锂电池的反复充放电次数,有利于延长锂电池的使用寿命;保证了大功率波动时直流母线电压的稳定,提高了电传动系统的可靠性。     

煤矿救灾机器人动力电源研究

针对机器人电源系统的需求,分析并比较了磷酸铁锂电池、超级电容以及磷酸铁锂电池并联超级电容的混合电源的性能,认为磷酸铁锂电池较适合作为煤矿救灾机器人的动力电源;研究了磷酸铁锂电池的小电流放电特性,建立了相应的放电模型,并据此对24V,40A.h的电池进行理论计算,得出结论:放电电流在30A以下时,电池自身消耗的能量可以控制在12%以下,降低输出电流可以降低电池自身的能量消耗,增加输出的能量。     

蓄电池组在线监测维护系统研究与设计

研究评设计实现了一种在线式蓄电池组监测、维护和大功率恒流放电智能负载控制系统。该系统以单片机为核心控制蓄电池组的恒流放电;刚时,存放电过程中测量电池电压、放电电流、系统温度并记录数据。系统采用了PWM控制技术,电流控制精度高,放电电流稳定,避免了用正温度系数负载稳定性和可控性差的缺点。     

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。     

去耦电容(Proadlizer)

去耦电容算得上是不同类型电容中的佼佼者了。大家都知道,电容的主要作用是滤波和储能,而去耦电容除了上述作用外,顾名思义还有消除电路中耦合现象(即电路中由于瞬间负载增幅过大而导致的高电源电流)的作用。实际上,去耦电容应该看作一个电流缓冲设备,相当于电池,避免由于电流的突变而使电压下降,有效消除电路中的不稳定纹波。一般情况下,去耦电容的个     

高压输电线自具电源的设计

介绍了一种从高压输电线上进行取电的电源方案,通过互感自取电直接从输电线上获得电能。凭借将锂电池与超级电容进行联合供电的充放电技术,电源设计部分成功解决了夜间母线小电流状态输出功率小、设备供不上电的问题,运用整流电路后级的能量泄放电路,降低了整流桥上的感应电压并限制了互感器的输出电流,解决了母线大电流状态对后级电路的影响。结果表明,混合能量存储系统比单一能量储能装置可以发挥更好的性能。     

高压电容取电技术的研究与设计

针对传统技术中采用电压互感器分压带来的不便,设计出基于电容式高压取电的新型取电设备。该设备将电容、变压器串联构成串联电路,由此实施高压取电;利用电容式高压取电原理,设计了新型的高压取电电容;在电路中增加继电器监测单元和过电流监测单元,保证了电路的安全性;通过电容分压,有效地将电路中的高压转换为低压,将得到的电能存储到超级电容器组中,超级电容器组用作供能装置向电力线电网线路中的负载输出电能,供负载使用。试验表明,采用电容式分压原理进行高压取电,不仅用法灵活,减轻了电力线路的运行负担,还提高了带载能力,具有较好的实用价值。     

用于锂电池模拟的高速电源设计

为实现模拟锂电池的充放电特性,设计了一台高速高精度的电源作为锂电池模拟器来实现充放电功能。电源电路由四部分组成,主要包括电压、电流采样电路,电压、电流控制电路,推挽式结构主电路,以及驱动电路。实验证明:放电时0~5 V输出电压可调,输出电流最大为5 A,充电时实现了0~2 A的电流控制功能。电源的上升速度和下降速度响应时间均小于50μs,与普通的直流电源响应时间几十毫秒相比,该电源有着优越的响应速度。此高速电源运用于电池测试和电池充电设备测试有着很好的前景。     

太阳能路灯系统的仿真研究

研究太阳能路灯系统,针对太阳能路灯安全性和寿命问题,传统铅酸蓄电池不能很好解决光伏最大功率跟踪控制与蓄电池的合理充放电之间的矛盾,导致太阳能路灯系统提前损坏,寿命缩短.为了有效延长太阳能路灯系统寿命,提出一种基于超级电容的光伏系统设计方法.将超级电容连接在光伏系统的前端,在光照不足的情况下,采取超级电容为蓄电池的充电控制策略,从而减少光照变化对充电条件的影响,可保证光伏电池获得最大功率跟踪的,蓄电池的合理充放电要求得到满足.在Matlab上仿真建模,进行了仿真,实验结果表明,提出的方法解决了传统方法的不足,有效的延长了太阳能路灯系统寿命,提高了使用效率.     

鱼类驯化装置电池组管理系统研究

能源供应系统是鱼类驯化装置运行的动力来源,需要适量的能源供给使得驯化装置在无人值守的情况下连续工作数天,因此,本研究采用蓄电池结合太阳能自主供电,以确保饵料供给系统、控制系统等设备的能源供应。本系统使用电池管理系统Battery Management System(BMS),通过SH367309从属模块实现对电池组的电压、电流等信息采集,通过主控芯片的控制开通或关闭均衡电路和充放电电路。从属芯片硬件电路的设计主要包括以下几点：取电电路、采集电路、均衡电路等。对电池管理系统的数据采集和均衡管理功能进行实验验证,结果表明所设计的电池管理系统达到了能源供应需求。     

一种适用于锂电池的电流监测电路设计

提出了一种适用于锂电池的电流监测电路,通过在锂电池供电环路引入灵敏电阻对电流进行采样,并使用时钟控制开关电容运算放大器和高速比较器,实现从模拟信号到数字信号的转换。在处理器中进行精确电流量的运算,能对过流、短路电流进行保护,也能用于精确计算电池阻抗、电量等相关参数。电路基于0.18μm CMOS工艺,电源电压为2.5 V。对所设计电路进行了仿真验证。结果表明,该电路在-40℃~+125℃应用环境温度范围内能够实现对电流的采样和编码功能,并且能对充放电动作进行判断。     

一种新型的RC振荡器电路分析与设计

基于RC充放电的基本原理和实际运用于电路所存在的问题,本文提出了一种新型的RC振荡器电路结构。该振荡器的最低工作电压可小于1V,工作频率为500kHz,通过改变电阻阻值可以调节振荡器的工作频率。RC振荡电路主要由MOS管,电容,电阻等元器件组成,结构简单,便于集成。本文设计的RC振荡器的动作过程具有电容器充电和放电两个阶段,充电阶段可使电容线性充电,充电时间可控;放电阶段由开关管控制,瞬间放电。本文设计的RC振荡器具有工作电压低,偏置电流不受电压波动的影响,工作功率低等优点,电流只需几微安就能完成动作过程,可在实际设计中广泛应用,具有现实意义。     

一种基于电动自行车电池包的均衡策略

针对电池不均衡及现有电池均衡系统过于复杂等问题,提出了一种新型的均衡策略。该均衡策略将主动和被动均衡技术相结合,但又不同于现有的结合方式。该均衡策略在电池充电情况下用被动均衡方式给电池单体均衡,在电池静置或放电情况下用主动均衡方式给电池组均衡,不仅均衡电路更简单,节约成本,而且均衡效果显著。实验基于电动自行车的电池包,将电池包分为两组,一组大电流放电模拟电池组不均衡,另一组正常使用。根据上述策略进行实验,实验结果表明了该均衡策略的可行性,且主被动均衡后的电池电压基本恢复,可正常使用。