一种基于附加电池的锂电池组主动均衡方法

电动汽车使用的串联锂电池组在多次循环充放电后会出现不均衡的现象,导致电池组容量和寿命的减少。为解决这一问题,文中提出了一种基于附加电池的非能耗式充放电主动均衡方法并对均衡电路及均衡控制策略进行设计。该均衡方案在充电时将电压高的单体能量转移给附加电池,在放电时将附加电池的能量转移给电压低的单体电池,实现了能量的自由存储与转移。文中对均衡电路的原理和均衡控制策略进行了分析,并应用MATLAB/Simulink中的Simcape与Stateflow分别对均衡电路及控制策略进行建模与仿真分析。仿真结果表明,该均衡控制方法能快速实现电池组的均衡,且均衡后的电池组可用容量有明显提高。     

附带均衡电源的DC-DC均衡电路

针对电动汽车中锂离子电池组使用主动均衡电路时,较难在灵活均衡的前提下减少元器件使用数目并保证高转换效率问题,文中提出带有均衡电源的主动均衡电路。该电路主要由融合目前优点的开关阵列、DC-DC变换器以及可以多重利用的均衡电源组成。根据电池组SOC(State of Charge)的平均值与各单体电池SOC之差是否达到阈值为依据,使用Matlab/Simulink软件进行仿真。仿真结果表明,该结构可以在使用N+1+4个开关(N为串联电池组数目)和一个双向DC-DC变换器的前提下对串联电池组中任意单体电池进行均衡,并且电池在放电均衡时转换效率约为81.6%,电池在充电均衡时转换效率约为84.8%,均达到目前较高水平。证实该电路能较好地满足上述要求。     

基于ARM电池组均衡控制系统算法应用

为了弥补单体电池因电压差造成过充过放性能较弱的缺陷,同时为保护电池组,以提高其有限容量利用率,提出并设计了一种优化的基于ARM Cortex-M3电池组均衡控制算法应用系统。以EXP-LM3S811作为开发平台,实现上、下位机数据通信、荷电状态(SOC)算法、电池参数及报警功能,采用一种优化的电量复合估算方法,对电池组SOC进行准确计算,并且利用Labview人机界面实时监控电池组工作状态。通过仿真和实验证明,该系统提高了均衡控制效率和精度,具有较好的电池利用率。     

基于能量转移的电池组均衡模块研究

电动汽车发展带动电源技术的革新与进步。电动汽车电压较高,所需电池节数较多,启动电流大,导致电池过度充电或过度放电,从而造成了电池不平衡现象,降低了电池组的总容量,甚至损坏电池组。有源平衡解决放案实现了"容量恢复",解决了在电池组放电时,从SOC值较高的电池向SOC值较低的电池重新分配电荷,降低所有电池的余留容量,与电池组中SOC值最低的电池相匹配,使电池组均衡。     

锂离子蓄电池组充放电均衡器及均衡策略

本文提出了一种针对锂离子蓄电池组的均衡器,根据电池组充放电状态采取两种不同的均衡策略。当电池组处于充电状态时,对电池组中能量最高的单体电池进行均衡放电,以提高整个电池组的充电容量。当电池组处于放电状态时,对电池组中能量最低的单体电池进行均衡充电,以提高整个电池组的放电容量。均衡器以电感为储能元件,等效的均衡电路为典型的升降压斩波电路和降压斩波电路,均衡电流可控可调。本文详细分析了均衡器的工作原理和均衡策略,同时进行了仿真实验和实际的均衡实验,实验结果均证明了此均衡器的可行性。     

一种主被动复合均衡的充放电路的设计与应用

针对串联电池充放电管理系统存在能耗型均衡效率差、非能耗型均衡控制复杂等问题,设计一种主被动复合均衡的电池充放电路并对其进行实际的应用测试。系统包括主动均衡电路、被动均衡电路、电池组模块及主控制器。主控制器通过电池的充放电电流、电池电压、电池的温度、均衡算法及SOC算法来获得电池的电荷状态,通过主动均衡电路控制电池组模块的电荷均衡;通过被动均衡电路控制电池组中各个电池间的电荷均衡。实验结果表明,该设计很好地解决了目前串联锂电池组充放电存在的损耗大、效率低以及结构复杂的问题。     

锂电池充电均衡控制研究

为避免个别单体的过充、过放导致电池组性能下降甚至失效,需对电池组中各单体之间实现均衡控制,从而提高电池组使用寿命。文中设计了一种基于STM32F103RB的电池组均衡控制器,提出了消除单体电池不一致性的均衡充电控制策略,为鉴别即将报废电池提供了理论依据。     

串联锂电池组均衡充电系统的研究

本文针对串联锂电池组在工作过程中,由于电池间的差别,所导致的电池组性能下降和寿命缩短等问题,提出了一种能改善以上问题的均衡充电方法。本方法以89c51作为主控制芯片,根据检测电路所检测到的各电池单体的状态,微调均衡电路中单体电池的充电电流,从而实现电池的均衡充电。最后,对12V/100AH的锂电池组进行有均衡系统和无均衡系统的对比充电实验,测试的结果证明了该均衡策略的可行性。     

一种锂电池组无损均衡管理系统设计

针对动力锂电池组充放电过程中,各单体电池之间存在的不一致性,设计了超级电容与双向DC-DC变流器相结合的无损均衡管理系统。采用无迹卡尔曼滤波法估算锂电池的荷电状态,与通常采用的扩展卡尔曼滤波器进行了对比研究,经实验验证,本系统能够快速、高效地实现锂电池组的均衡控制,实现精确地锂电池SOC(State of Charge)估计,提高了动力锂电池组的可靠性和安全性。     

UPS用可扩容磷酸铁锂电池系统的研制

文中介绍了可扩容UPS锂电池的整体方案,磷酸铁锂电芯的设计,BMS电池管理系统的应用。本文使用叠片式磷酸铁锂电池制作工艺,以及破包覆的正极材料制备技术,实现电芯的6倍率放电特性。同时BMS采用高精度的采样芯片及均衡技术,接触器控制锂电池充放电,实时对电池进行监控及保护处理及延长电池使用寿命,同时支持并联扩容。     

更换模式下的锂电池组均衡充电

针对电动车的锂离子电池组寿命短、缺乏稳定性的问题,提出一种在更换模式下的充电均衡方案。采用了一次智能充电方式和二次均衡技术相结合,在第一次均衡设计中采用了耗散式均衡法,把多余能量以热能的形式在电阻消耗掉;在二次均衡设计中采用了能量转移的方法,通过电容把高能量电池的多余能量转移到低能量的电池中。实验表明该均衡方式得到很好的电压一致性。     

基于扩展卡尔曼滤波模型的电动汽车锂电池SOC估算研究

针对新能源电动汽车锂电池电荷状态SOC估算问题,在锂电池二阶RC等效电路模型基础上,引入扩展卡尔曼滤波方法,利用扩展卡尔曼滤波方法处理复杂非线性系统能力,建立了扩展卡尔曼滤波锂电池SOC估算模型,并通过MATLAB/Simulink对新建模型仿真分析。仿真结果显示,建立的扩展卡尔曼滤波锂电池SOC估算模型具有较高估算精度,整体误差小于±0.05%,满足新能源电动汽车对锂电池SOC估算要求。     

基于STM32单片机的锂电池组参数在线监测系统

基于STM32高性能单片机及外围电路设计制作了一款锂电池组参数在线监测仪,可以实现对锂电池组(3个单元组成)各单元的电压、电流、温度、剩余电量等参数进行实时监测与预警。     

基于STM单片机的智能锂电池组平衡充电器设计

锂电池组均衡充电是动力电池使用技术的重要组成部分,平衡充电技术的应用直接影响电池组的性能与使用寿命。文章设计了一种基于STC12C5A60S2单片机的锂聚合物电池组平衡充电器。该智能平衡充电器能够对小容量的单体电池起到保护作用,而且不影响其余单体电池继续充电,最终实现电池组储能最大化。     

磷酸铁锂电池及其在通信行业中的应用

通过对锂电池和传统阀控式密封铅酸蓄电池的分析,分别指出了2种电池的优缺点,并给出了锂电池在通信行业中的应用案例和应用前景。     

一种锂电池多模组联合均衡系统的设计

车用动力电池组在充放电循环使用中容易出现一致性恶化的现象,这会导致电池容量衰减甚至引发安全问题。为了解决此问题,文中提出了一种基于CAN网络的锂电池多模组联合均衡系统。该系统能够级联多个均衡器,每个均衡器能够利用充电芯片对电池模组进行主动均衡,同时结合小电阻阵列进行被动均衡,并利用串联在均衡器外部的大功率电阻为电池模组提供快速放电均衡。通过设计有效的控制策略与均衡算法,实现了多个模组联合均衡的目的。仿真和实验对控制策略与均衡算法进行了验证,在实验中,电池组电压极差从均衡前的200 mV缩小为均衡后的20 mV,证明该均衡系统可以有效改善电池组的一致性情况。     

基于微电网电池管理系统研究与设计

随着世界性能源危机越来越严重,加之环境破坏、资源日益紧张等问题,使可再生与新能源分布式发电研究及开发利用受到人们高度重视,展现出巨大发展潜力与市场前景。使用微电网能使新能源发电系统输出得到合理控制,全面维护供电稳定性和灵活性。因此,设计了一种电池管理系统(Battery Management System,BMS),可用于管理并显示电池组剩余电量,采集电池单体与总电压,准确估算电池荷电状态(State of Charge,SOC),同时可保护电池组以及实现电池单体均衡管理,展现出良好应用价值与意义。