基于PSoC的磷酸铁锂电池组管理系统的设计

电池组管理系统由于涉及单体电池的电压、温度采样及均衡控制,存在电路复杂、成本高等问题。采用新一代电子器件PSoC,运用软硬件协同设计技术,设计了一种电池组管理系统。该系统能够实现单体电池电压、总电压、电流和温度的检测。并且具有过充电、过电流、短路、过温度等保护功能。系统均衡控制电路由PSoC内部的CPU及数字模块构成,减少了外围元件的数量;模拟硬件复用器和模拟模块构成的电流、电压检测电路替代了大量的外部检测电路,可缩小电路板的尺寸,降低系统的成本,提高系统的精度和可靠性。     

箱式储能系统及电热性能

开展了500 kWh集装箱式锂电池储能系统集成设计及研制。研究了储能系统静态下电池单体、电池模块、电池簇的电压和内阻一致性,以及储能系统额定功率充放电过程中电压、电流和温度特性。静态下储能系统单体电压极差8 mV,电池模块电压极差93 mV,内阻极差0.41 mΩ,电池簇电压极差150 mV,内阻极差17.63 mΩ;充放电过程中储能系统簇间电流极差6.8 A,电压极差3.0 V,电池最大温升15.0℃,最大温差5.0℃。研究结果可以为大容量集装箱式锂电池储能系统电池组性能评价提供参考。     

基于X3100的锂离子电池组管理系统

本文设计的锂离子电池组管理系统中采用MC9S12C32为控制核心,X3100检测电压、电流,实现充电均衡和保护功能;DS18B20检测电池温;电容均衡模块实现放电均衡.该系统能够实时监控电池组状态;实现单体电池的过压、欠压、过流、温度保护;实现电池的充放电电量均衡;确保电池组安全工作,并延长电池组寿命.     

矿用后备镍氢电源管理系统

矿用隔爆后备电池管理系统基于镍氢电池设计,能够检测串联电池组中的每节单体电压、充放电电流以及温度等参数,并结合这些参数对镍氢电池组进行控制。系统具有短路、单节电池异常、放电大电流等一系列的保护功能及信息实时传输功能,实现维护后备电源的性能,并具备智能、可靠、高效等特点。     

基于Labview的锂离子电池组管理系统设计

在实际应用中,往往将单体电池串联或并联,组成锂离子电池组,来满足某一装置用电要求。串并联组合模式的电池组,在充放电时需要电压均衡管理。设计一款以STM32和LTC6803为核心的电池管理系统(BMS),该系统可根据SOC评估算法和均衡控制算法对电池组进行均衡保护,防止电池过充和过放,对采集的电池组数据进行处理并上传给上位机,上位机实时监测显示界面用LabVIEW软件编写。     

基于LABVIEW的锂电池监控系统

提出了一种基于LabVIEW的锂电池监控系统,整个系统由上位机和下位机组成。下位机通过MSP430F5529单片机及TI的电池管理芯片BQ76PL536对电池组的充放电过程进行控制,同时采集锂电池组每节单体电池电压、主回路电流及电池组温度等信息,MCU通过串口把电池组信息传送到上位机。上位机通过LabVIEW对采集上来的数据进行分析处理,把电池单体电压、主回路电流、电池均衡信息、电池组温度及电池电量等信息实时地显示在前面板上,并保存采集上来的数据。     

便携式锂电池组单体电压在线主动均衡系统

针对锂电池组充放电过程中的单体均衡问题,基于实时单体参量高精度检测与快速反馈调节原理,设计并实现了一种便携式锂电池组单体电压在线主动均衡系统。该系统在蓄电池组使用过程中的实时采集电压、电流、温度等电池参量,通过蓄电池组总电压给单体充电的方式,实现了蓄电池组各个单体过充、欠充、过放、过温条件下单体问的均衡,系统整体尺寸为160＊60＊105mm,配备于蓄电池组进行在线均衡调节。实验结果表明,该系统能够实现9只单体的实时主动均衡,尖峰电流均衡响应时间在300s左右实现各个单体之间的电压不平衡度低于5％,达到蓄电池组现场应用中实时主动均衡进而保证安全供能的目标。     

多电池组储能系统双向DC-DC变换器的研制

介绍了多电池组储能系统中常用几种电池充放电变换器的主电路拓扑和工作原理,并对与电池连接的双向DC-DC变换器的控制策略进行了研究.研制了一台由3路双向DC-DC变换器和1路双向PWM变流器构成的电池充放电系统,功率为120 kW,能满足3路电池的独立充放电要求.在锂电池储能系统中的实验结果表明,研制的双向DC-DC变换器,具有电池充电、电池放电、孤岛运行和电池互充放电等多种功能,而且充电电流纹波电流小于0.5%,波形平滑,可适用于多组,宽范围电压的电池组的充放电要求.     

电池管理系统监测平台的设计

在电动汽车动力电池组充放电过程中,必须通过电池管理系统对电池组总电压、充放电电流、工作温度、组内单体电池电压进行实时准确的监测,从而保证电池安全性,延长其使用寿命.本文搭建了基于LabVIEW的电池管理系统监测平台,实现了对电池多参数的实时采集、处理、显示、存储等功能,进而对电池的充放电过程进行有效控制,并为电池荷电状态(SOC)的估计算法的有效性测试提供硬件平台及软件接口.测试结果表明,该电池监测平台能够有效实现电池管理系统的监测,并具有一定的功能扩展性.     

锂电池组动态热模型在混合动力汽车中的应用

锂离子电池热模型对于电池单体和热管理系统的设计有着重要的意义,研究串并联组合的锂离子电池组在混合动力汽车系统中的性能和寿命,提出面向控制的电池组动态热模型,该模型能根据电池组当前的环境温度、运行负荷、冷却强度和初始荷电状态实时估计电池组中各单体电池的运行温度。实验利用18650型锂离子电池单体,实现3并3串和3串3并形式的电池组循环充放电,得到单体电池温度分布曲线。仿真比较结果表明,提出的电池组热模型具有较高的估计精度,满足混合动力汽车的热管理系统的设计要求。     

基于软硬件保护的锂离子蓄电池安全控制电路

针对锂离子蓄电池在充放电过程中容易出现的过充、过放、过流、过温问题,设计了基于软硬件保护的锂离子蓄电池保护电路。电路使用软件和硬件双重保护,并通过红外探测技术实现电池表面过高温度保护。电路特点是结构简单。通过实验证明了该电路安全、高效,有着良好的应用前景。     

基于模糊控制的锂离子电池恒定极化充电方法

极化是影响锂离子电池快速充电效率的主要因素。基于传统的RC电路模型模拟锂离子电池的充电过程,对充电电流、初始SOC、初始极化状态、循环使用寿命等方面进行了分析,建立了极化电压与SOC的关系模型,因此可以估算锂离子电池的极化电压。在此研究基础之上,利用模糊控制算法控制充电极化电压来优化电池的快速充电,使充电电流能随时适应锂离子电池的SOC可接受的充电电流。通过实验对比表明,提出的恒定极化充电方法与传统的恒流恒压方法相比,能明显缩短充电时间约20%,进而提高充电效率,并且没有明显温度上升。     

动力锂电池组充放电智能管理系统

提出了一种全新的动力锂电池组充放电智能管理系统,以ISL9216、ISL9217为模拟前端(AFE),ATmega32为控制芯片,MAX1033为辅助锂电池电压采集IC,DS18820为单节锂电池温度传感器,成功地实现了一个14节锂电池串联动力锂电池组的充放电过电流保护和放电时短路电流保护,充放电循环次数记录,单节锂电池电压监测,电池组温度监测以及高达200 mA平衡电流的快速电量平衡等功能,具有体积小,成本低,精度高,反应快,电路简洁等优点.     

风储电池能量管理系统的功能设计及实验分析

主要对10 kW/20 kWh风储锂电池的能量管理系统进行设计,所设计的系统共包括2部分:储能管理单元和电池管理单元。其中的储能管理单元不仅可控制电池储能系统充电和放电、还可监测其状态并对所收集的数据进行分析;电池管理单元可通过监测电池的温度和电压等对电池进行实时保护和均压控制,通过这2个系统的相互协调可对储能系统的充放电过程进行安全动态管理。通过实验对所设计系统的有效性进行验证,从而为锂电池储能系统在工程中的应用奠定一定的基础。     

LTC6802-2在高压锂电池组测控系统中的应用

实现了以LTC6802-2为主的大规模高压锂电池组的监控系统,成功实现了192节串联锂电池的监控,通过增加对等的监控单元可扩展到47 000节。除了一般电池组监控系统的电压实时监测、自动平衡、温度监测等功能外还可接驳上位机,与集成了Modbus协议的工控组态软件组成功能更强的锂电池组监控系统,可对数据进行查看、记录、分析等。     

汽车用铅酸蓄电池SOC预测研究

电池的开路电压与电池荷电状态(SOC)存在密切的关系,然而大量研究表明,当电池在恒定电流下充放电时,端电压与SOC的变化规律近似于开路电压与SOC的变化规律。但对于汽车用蓄电池来说,并没有文献明确地给出蓄电池在充放电电流变化状态下其端电压与SOC的对应关系表达式。通过对电动汽车用蓄电池进行充放电实验,利用Matlab对实验数据进行曲线拟合处理,得到变化工作电流下的蓄电池SOC与其端电压的数学关系,提出了蓄电池SOC估计的修正经验公式,为电动汽车续航里程的准确估计提供了新方法。     

全沉积型铅酸液流电池性能研究

本文研究了全沉积型铅酸液流电池的充放电特性,分析了充放电制度、Pb2＋浓度对电池充放电特性的影响规律。结果表明：在恒流充放电时电压比较稳定,随着充放电次数的增加,平均充电电压基本不变,而平均放电电压逐渐增大,能量效率也随之增大;随着放电电流密度的增大,放电电压和放电时间逐渐减小,而且电流密度过大或过小均导致库仑效率不高,经小电流循环充放电对电池激活后,再以较大电流充放电能显著提高电池的能量效率;随着Pb＋2浓度的增加,电池的最大充电电压逐渐降低,放电电压逐渐增大,而且放电时间延长,表现出更好的充放电性能。     

便携式电子设备镍氢电池管理器研究

在介绍镍氢电池充放电特性的基础上,研究了一种可用于便携式电子设备的Buck 型电池管理器。该电池管理器由充电和放电两个不同回路构成,采用单片机进行充电控制,单片机在充电过程中对电池电压和电池温度进行监控,保证电池的安全充电。介绍了电路的工作原理,参数设计方法和充电过程控制策略。为了进一步提高效率和降低成本,提出了一种改进型电池管理器电路。该电路采用小阻值的电流检测电阻,降低了损耗,提高了充电效率;充放电共用一回路,只需采用一对M OSFET,降低了成本。实验证明,该改进型电路工作稳定可靠。     

基于单片机控制的镉镍智能充电系统的研究

单片机控制镉镍蓄电池的快速充电系统，采用脉冲充放电方式，通过检测镉镍蓄电池充电的电压、电流、温度从而实现充放电的智能控制。充电系统利用碱性电解液能够克服酸性电解液对环境要求的限制，提高了电池的充电效率，降低充电电池的温升，延长了电池的寿命。     

基于双铅碳电池储能系统的微电网优化运行控制策略

针对风力、光伏发电与电动汽车充电波动性威胁微电网安全运行问题,基于对铅碳电池全生命周期内吞吐电量与充放电深度关系的研究,提出了基于双电池储能系统(DBESS)运行平衡度指标控制的充放电模式切换路径优化策略,以及基于铅碳电池最佳充放电深度的DBESS充放电控制策略。利用包含风光发电、双铅碳电池储能系统、锂离子电动汽车充电和常规负荷的实测运行数据,对上述控制策略与传统控制策略的计算结果进行了对比分析,结果表明所提出的控制策略不仅可以达到优化DBESS充放电路径的目的,最大限度拓展DBESS可用容量,还可打破DBESS始末荷电状态一致的限制,提高储能系统使用灵活性。最后以DBESS充放电饱和能力指标及充放电稳定性指标为评价标准,验证了所提出控制策略的合理性和有效性。