基于直流-直流变换器的高精度电池模拟器设计

动力电池及其相关设备的生产、测试和研发过程中,需要用到电池模拟器;传统的电池模拟器存在输出功率小和输出精度低的缺点;本文介绍了一种基于直流-直流变换器和线性稳压技术的电池模拟器;通过隔离型多路输出变换器实现各个电池单元的隔离供电,通过直流-直流变换器实现输出电压的预调整,应用线性稳压电路,降低输出电压纹波,提高了输出电压的精度,并设计了试验样机,进行了试验验证,获得较好的模拟效果。     

高压宽输入Weinberg变换器控制及均流研究

针对100 V母线电压的电池-母线电源系统中电池放电稳压电路进行了设计,在对电池放电稳压电路工作原理分析的基础上,选用Weinberg电路作为基本拓扑。为了满足电池放电稳压电路宽输入、高稳定性、良好的动态响应和大功率应用的需求,此处提出了带单零点单极点补偿网络的三角波控制和最大电流自动均流控制的双环控制策略,仿真结果通过波特图证明了控制回路及均流环的稳定性;最后给出了3 kW样机的实验结果,实验结果验证了理论分析的正确性。     

基于MC9S12与LTC6811的储能电站电池管理系统设计

设计了一种用于储能电站的电池管理系统(BMS)。基于储能电站BMS拓扑结构及锂电池的特性,设计了一种以Freescale单片机和ADI电池管理芯片(MC9S12与LTC6811)为核心的BMS。该BMS可实现对多路电池电压、温度采集及均衡控制;同时,可根据采样数据利用改进型安-时积分法进行电池荷电状态(SOC)计算。根据现场实际数据,将电池电压、温度的采样值与实际值比较,同时对电池均衡效果及SOC进行分析。试验结果证明,设计的BMS具有较高的采样精度和采样速度,均衡控制合理,SOC估算值误差较小,验证了所设计BMS的实用性。     

燃料电池单电池电压检测系统设计

燃料电池堆各单电池电压反应了整个电堆和辅助系统的工作状态。通过检测单电池电压,能及时发现电堆工作的异常状况。设计一种燃料电池电压检测系统,将差分放大和多路选择开关结合运用于电堆每片单电池电压的检测中,设计该系统的组成、硬件电路和软件流程。该系统作为燃料电池运行状态检测系统的一部分,在50W的燃料电池发电系统上试验,达到了良好效果。     

一种单体电压"镜像"采集电路设计

提出了一种适合于卫星电源系统应用的电池单体电压采集电路,其能够支持任意节电池串联.核心电路为电压映射电路,此电路利用变压器将每节单体电压映射到统一的电平,去除了原始单体电压带有的高共模特性,从而方便用多路选择器和模数转换器直接对多个单体的电压进行采集.并且该电路拓扑具有模块化的特点,只需要根据电池串联节数增减电压映射电路的数量即可.经仿真和实验验证,此电路对电池单体电压的采集误差小于3 mV,能够满足绝大多数电池管理系统的需求.     

高电压锂离子电池组检测方案设计

为使电池组对外能够提供足够的能量和高电压,通常都是由多节单体电池串、并联而成.提出了一种由TM320LF2407A的DSP芯片对每个电池模块进行检测的方案.每个模块单体电池电压的采集由OZ890完成,给出了CAN接口电路,电流采集和内阻测量的原理图,该方案提高了锂离子电池组的安全性和可靠性.     

铝空气电池组的电压采集设计

由于铝空气电池的单体电压较低,铝空气电池组通常采用单体电池串联结构,以达到所需的电压和功率。为了保证电池组的正常工作,在串联电池组的监控系统中,电池单体电压的采集是整个系统正常工作的基础。针对36节串联单体的铝空气电池组,设计了基于LPC1752的电压采集模块。在传统多路电压采集电路的基础上,提出了多路隔离电源供电、隔离采集、以及隔离传输相结合的方法,有效解决了采集电路中共模输入电压过高的问题,为电池组串联工作时的单体电压采集提供了一种新的经济性较好的解决方案。     

10 kV/30mA直流高压测试电源的设计

小电流高电压电源在电力系统过压设备测试中广泛应用,设计了一款10 kV/30mA高压直流输出电源用于晶闸管过电压测试中,采用高频变压器和CW倍压电路,降低了变压器的体积和制作难度,其输出电压可控。文章重点介绍了高频变压器和倍压电路的设计,并给出了高压电源的仿真结果,验证了方案的可行性。     

一种反激式DC-DC变换器设计与研究

针对电池电源管理中的开关变换器应用,采用NCP1200电流型PWM控制芯片设计了一种多路隔离输出的反激式DC-DC变换器.给出了高频变压器初次级匝数以及相关参数的计算方法.对电路中的各种寄生参数进行建模、分析、计算和测量,并根据这些参数设计了钳位电路,通过实验验证了其可行性.实验结果表明,所设计的阻容二极管(RCD)钳位和阻尼电路对减小开关管应力和电压振荡是有效的,有利于提高变换器的工作效率.     

一种基于单片机的多路UPS电池维护仪设计

针对铁路系统中计算机必须在不断电的情况下对多路UPS同时在线维护的应用需求,结合现代智能控制技术,利用微控制器较强的数据运算和逻辑处理能力,设计实现了一种基于单片机的多路UPS电池维护仪。给出了多路UPS电池维护仪的方案设计、硬件设计和软件设计。可实现多路UPS同时在线维护监测是本设计的最大优点。试验表明本系统具有可靠性高、操作方便、投切速度快、性能良好等优点,适用于多路UPS同时在线维护。     

一种双超级电容倍压式串联蓄电池系统并行均衡器

传统电容式串行均衡器利用串联单体蓄电池间的电压差实现单体蓄电池间的串行均衡,由于串联单体蓄电池之间电压差小,该均衡器能量均衡效率低、均衡速度慢.为此,提出一种双超级电容倍压式串联蓄电池系统并行均衡器,该均衡器具有以下2种工作模式:多个单体蓄电池并行均衡放电的双超级电容并联储能、多个单体蓄电池并行均衡充电的双超级电容串联释能.所提出的并行均衡策略能够极大地提高均衡速度,同时双电容使电容均衡的储能能力加倍,且均衡性能不受单体蓄电池间电压差小的限制.详细介绍了均衡器结构、工作原理和控制策略.搭建了4个串联锂离子蓄电池均衡器实验平台并设计了样机进行实验,结果证明了所提均衡器的可行性与优越性.     

基于ANN方法的锂离子电池放电容量预测

锂离子电池放电容量的预测和估计是电池管理系统中一个非常重要的内容。某一个状态下锂离子电池的放电容量是放电电流、电压、温度以及过去电池充放电的历史等参数的函数。运用ANN方法即人工神经网络方法 ,可逼近任何多输入输出参数函数的性能 ,预测不同放电电流和电压下锂离子电池放电容量的大小。结果表明 ,ANN方法具有足够的精度 ,可用来预测锂离子电池的放电容量。     

HEV用锂离子电池智能管理系统

在混合动力汽车(HEV)的应用中,锂离子电池组在大电流充放电一段时间后,会出现上限电压参差不齐和在低压附近时场管异常开关等问题.设计了基于数字信号处理器(DSP)TMS320LF2407A(包含了均衡、自锁和电量显示电路)的智能管理系统.该系统可有效地保护锂离子电池组,实现能量的回馈并提高电源的利用率.     

电动汽车电池组监测系统的设计

为确保电动汽车电池组性能良好,延长电池使用寿命,必须对电池组进行合理有效的管理和控制,因而基于智能电池监测芯片DS2438设计了电动汽车电池组监测系统。DS2438集电池的温度、电压、电流和流进流出电池电量的测量于一体,节省了大量器件,简化了电路。根据DS2438的测量结果可以简单地估算出电池荷电状态(SOC),并对结果进行显示,作为电池充放电和故障诊断的依据,从而可以更加合理地利用电池,提高电池的可靠性。     

基于CAN总线的模块化独立光伏发电控制系统

为满足光伏发电系统中大容量蓄电池和蓄电池组对充电质量和可靠性的要求,设计了一种基于控制器局域网CAN总线的模块化光伏发电控制系统。该系统由管理模块和一系列充电模块组成,所有的模块通过CAN总线互连。充电模块的个数可根据蓄电池的容量增减,管理模块控制充电模块进行充电。在系统的充电控制策略中嵌入了PI调节算法,管理模块实时调整充电模块PWM充电占空比,降低了充电过程中电压跳变对蓄电池的冲击,有利于保护蓄电池。     

一种150V矿用锂电池管理系统的SOC估算策略

锂离子电池在生产生活中应用越来越广泛,由于目前电池技术的限制,单节电池达不到煤矿电机车的需求,因此需将多节电池串联成电池组,因单体电池的差异性,需要设计一个高效的电池管理系统,而关键技术是SOC估算。针对矿用这个特殊的环境,根据矿用电机车动力电池组的需求,提出了将安时积分法和开路电压法相结合的估算策略。由于锂电池的性能受多种环境因素的影响,其中最主要的是温度因素,因此在估算策略中加入了温度修正,更加准确地进行SOC估算。     

变电站用蓄电池在线有源逆变核容放电研究

利用在线方式控制阀控式密封铅酸蓄电池进行核容放电,蓄电池始终不脱离直流母线,无需后备电池。当母线电压正常,蓄电池直流电经有源逆变放电单元回馈至电网,实现节能环保;当母线电压过低或交流电停电,在线控制器控制蓄电池立即向母线供电,实现母线供电的无缝投切。能通过变电站计算机管理系统,在远方控制核容放电,实现蓄电池管理无人值守。     

集中式电动汽车电池管理系统设计

电动汽车作为新能源汽车的一种,其动力电池的性能是关系到电动汽车推广应用的重要因素。在电动汽车的实际运行中,需要对电池电压、电流、温度等信号实时采集以及对电池内部参数在线估算。为了实现电池组的在线监测和管理,设计了一种采用微处理器做主控制模块的电池管理系统。该系统采用集中式的管理模式对汽车电池组进行测试和分析,设计完成系统控制、信息采集和数据通讯,工作环境抗干扰措施等功能,实现了一种基于双卡尔曼滤波算法的电池荷电状态(SOC)的估算,并利用Lab VIEW实现上位机系统的界面设计。在实际测试中,采用该系统同时对192节锂电池进行监控,实现了电压、环境温度等信息的在线测量,电池荷电状态(SOC)的估算误差不超过1%。     

采用计算机通讯的混合储能系统在光伏电站低电压穿越中的应用

近年来,由于具有绿色环保,取之不尽等特点,可再生能源发电系统成为全球研究热点之一。但是其存在着诸如低电压穿越等条件的限制,影响了新能源并网发电。文章以光伏电站为背景,首先提出利用混合储能系统协助光伏电站单台逆变器抵御低电压穿越的控制策略,采用滑动平均函数,提取低电压穿越时波动功率的直流分量,利用铅酸蓄电池和超级电容不同特性,使蓄电池吸收波动功率中直流缓变分量,保证能量平衡,超级电容处理交流突变分量,维持直流母线电压稳定。该控制策略既满足了光伏并网逆变器低电压穿越的要求,又保证了储能元器件的寿命。然后利用计算机网络通讯技术,通过合理配置不同并网逆变器蓄电池的SOC状态,保证光伏电站内部不同逆变器的蓄电池能量维持在合理范围,能够及时吸收或者释放能量。最后给出了逆变器控制策略的仿真和实验结果,同时也使用C#编写了蓄电池SOC管理软件,进行了测试,仿真和实验结果都验证了文中提出的控制策略的可行性。