锂离子电池组能量均衡控制

设计了一种基于SOC单片机的锂离子电池组能量快速智能均衡控制管理系统,调整单体电池之间的电压差,实现电压均衡。均衡充电试验结果表明,该方案能有效地弥补单体电池能量的不一致性。     

基于uC/OS-II操作系统纯电动汽车锂电池管理系统

设计了以ARM处理器STM32为主控芯片, 移植uC/OS-II实时操作系统来实现任务调度的电池管理系统,包括锂电池参数采集模块、均衡模块、控制器区域网路通讯模块、充放电控制模块等。锂电池采集模块采集到各个锂电池的电压、温度、电流等参数通过CAN总线与主控芯片进行通讯。主控芯片根据采集的参数控制电池的能量均衡,保护电池安全,估算电池荷电状态并在LCD液晶显示屏显示电流、温度、电压和电池荷电状态信息。该系统能较准确估算电池荷电状态,快速实现多个电池之间的均衡,可扩展性良好。     

基于uC／OS—Ⅱ操作系统纯电动汽车锂电池管理系统

设计了以ARM处理器STM32为主控芯片。移植uC／OS-Ⅱ实时操作系统来实现任务调度的电池管理系统,包括锂电池参数采集模块、均衡模块、控制器区域网路通讯模块、充放电控制模块等。锂电池采集模块采集到各个锂电池的电压、温度、电流等参数通过CAN总线与主控芯片进行通讯。主控芯片根据采集的参数控制电池的能量均衡,保护电池安全,估算电池荷电状态并在LCD液晶显示屏显示电流、温度、电压和电池荷电状态信息。该系统能较准确估算电池荷电状态,快速实现多个电池之间的均衡,可扩展性良好。     

通道管理式燃料电池单片电压巡检系统设计

实时检测各单片电池电压对通常由几百片电池串联组成的质子交换膜燃料电池汽车发动机意义重大。针对现有的燃料电池单片电压巡检系统均存在的不足,作了简要分析,并设计了一种利用通道管理单元对单片电池进行分组,在同一时刻使得有且仅有一个小组在线,依次循环顺序切换各小组,从而实现整堆单片电压分布式检测的通道管理式巡检系统。该系统在精度高,实时性好,稳定性强的基础上,具备成本低,体积、质量小,功耗低,易布局等优势,并已成功用于武汉理工大学研制的80 kW燃料电堆。     

一种串联锂离子电池二重能量高实效均衡器研究

提出了一种串联锂离子电池二重能量高实效均衡器,在电池不同工作状态下对电池系统各串联单体电池进行分层分组均衡.对电池系统进行重组,提出电池单元的概念,两个单体电池构成一个电池单元,多个电池单元构成一个电池组,所有电池组构成整个电池系统.第一重均衡实现各个电池单元内部两个单体电池之间的均衡,它将电池系统各串联单体电池之间的串行均衡变为若干电池单元的并行均衡,均衡速度不受电池系统中单体电池数量的影响;第二重均衡以电池单元作为均衡对象,实现多个电池组间的并行均衡,由于能量回路中均衡对象的电压值加倍和多电池组间并行均衡,均衡器的能量转移效率提高,均衡速度快.提出的均衡器拓扑电路原理简单,均衡速度快,能量转化效率高,可拓展性强.搭建锂离子电池实验平台,完成了八节串联磷酸铁锂离子电池的均衡实验,并对实验结果进行分析,实验结果验证了该方案的可行性.     

电池内阻对晶体管放大电路性能的影响

电池内阻将随着使用时间的增长而不断增大,它会引起供电电压不稳定,以致影响使用电池供电的电子系统和电子仪器仪表装置正常工作.介绍了铅酸蓄电池在充放电状态下的电化原理,研究了原电池内阻及电压的变化机理,论述了干电池放电过程中内阻变化的原因,分析了干电池内阻对晶体管放大器静态工作点、电压放大倍数的影响,提出了在实际电子电路中减小电池内阻变化对晶体管放大器影响的有效措施,指出了对蓄电池进行在线检测的必要性.     

一种新型电动车电池管理系统

为了解决当前由于电动汽车充电站不足而导致电动汽车不能及时补充电量的问题,提出了一种新型电动汽车电池管理系统设计方案.针对电动汽车锂电池组的特点,提出了一种新的采集电池组电压、电流、温度数据方法;针对电动车续航里程的要求,设计了一种基于GPRS/GPS自动查找充电站并在线排队预约的解决方案,相对于之前的电池管理系统,该系统能准确估计剩余电量值,能自动智能提醒驾驶员及时补充电量以方便电动汽车的续航,大大减少驾乘人员的等待时间.     

电池内阻对晶体管放大电路性能的影响

电池内阻将随着使用时间的增长而不断增大,它会引起供电电压不稳定,以致影响使用电池供电的电子系统和电子仪器仪表装置正常工作.介绍了铅酸蓄电池在充放电状态下的电化原理,研究了原电池内阻及电压的变化机理,论述了干电池放电过程中内阻变化的原因,分析了干电池内阻对晶体管放大器静态工作点、电压放大倍数的影响,提出了在实际电子电路中减小电池内阻变化对晶体管放大器影响的有效措施,指出了对蓄电池进行在线检测的必要性.     

磷酸铁锂动力电池动态SOC状态下的分选

磷酸铁锂动力电池是以单体电池在50%SOC状态下的静态开路电压、交流内阻和容量为标准进行分选配组的,但在实际使用过程中电池管理系统所检测到的是单体电池的动态电压,而动态电压与静态开路电压并不一致,因而实际结果并不理想。本文在此基础上,以单体电池脉冲过程中的动态电压差为参数进行分选,并对分选后的多块电池组装后进行测试,取得了良好的结果。     

基于RFID的阀控式铅酸蓄电池测试维护系统

采用射频识别（RFID）技术、蓄电池在线内阻测试技术、虚拟仪器技术和数据库技术,构建了全新的阀控式铅酸蓄电池测试及维护系统,并完成了系统的软、硬件设计．该系统解决了阀控式铅酸蓄电池容量测试费时费工、不易管理电池和判断劣化电池的问题．实验表明,该系统有效提高了阀控式铅酸蓄电池测试和维护的效率,提高了电池判断的准确度,节省了电池测试和维护的成本．     

微电网混合储能系统研究

针对微电网中传统蓄电池储能系统循环寿命短、电压波动大、功率密度低等问题,提出了一种由蓄电池和超级电容器构成的混合储能系统及其控制方法。充分利用两种储能元件的优势,通过设计均压控制策略、功率控制、V/f控制等手段,实现了各蓄电池和超级电容器单体的均压控制;最后建立Matlab/Simulink模型对系统进行仿真。结果表明,该方法减缓了电网负载波动时蓄电池的电流波动,减小了直流母线的电压波动,验证了该方法的可行性。     

基于PIC单片机和CAN总线的纯电动汽车电池管理系统设计

为使电动汽车电池组能够安全、高效地运行,设计了一套纯电动汽车电池管理系统,以满足电动车辆对动力电池的要求。该系统采用PIC单片机作为各个节点的控制器,利用CAN总线将所有节点互联,实现数据的实时高效通信。其硬件电路可以实现电池组总电压、电流和各个单体电池的电压以及温度的实时测量,然后将数据进行软件处理,通过带有初始SOC修正的安时积分方法和OCV-SOC曲线,实现了电池剩余电量的评估。     

便捷电池性能快速检测仪设计

针对5V以下的锂电池、镍镉电池、镍氢电池、干电池等电池的开路电压、内阻和电池容量进行快速检测。本设计以STC12C5A60S2单片机为控制核心,通过单片机自带的A/D转换功能进行开路电压的检测.内阻与容量则选用线性霍尔元件ACS712ELCTR-05B-T来测量。容量的测量采用电流积分法。本检测仪具有结构设计简单、性价比高、检测效率高、适用范围广泛的特点,并具有较强的可扩展性。     

磷酸铁锂电池内阻分量快速检测方法

为了实现锂离子电池（LIB）内阻分量快速检测,提出通过直流内阻（DCR）测试及交流内阻测试,辨识各内阻分量的方法. 以磷酸铁锂电池为研究对象,分别采用Bulter-Volmer方程和二阶等效电路模型,模拟研究表征界面电荷转移、浓差极化过程等效电路的时间常数. 由于电荷转移速度足够快,采用直流脉冲测试获得的瞬时响应内阻通常由欧姆内阻和电化学极化内阻组成,结合交流内阻测试仪内阻检测结果,可以计算得到电化学极化内阻分量. 实验结果显示,该内阻分量测试方法不仅操作简便且具有较高的可靠性,电化学极化内阻辨识结果与电化学阻抗测试结果的最小误差小于5%.     

电池管理系统下层ECU的研制

电池管理系统是电动车的关键部件之一。介绍了分布式电动汽车电池管理系统中基于微控制器P87C5 91的下层ECU电控单元设计方案 ;重点介绍了数字温度传感器DS18B2 0的工作原理 ,以及温度检测系统的软件和硬件设计     

A comparative study of different online model parameters identification methods for lithium-ion battery

Precise states estimation for the lithium-ion battery is one of the fundamental tasks in the battery management system (BMS), where building an accurate battery model is the first step in model-based estimation algorithms. To date, although the comparative studies on different battery models have been performed intensively, little attention is paid to the comparison among different online parameters identification methods regarding model accuracy, robustness ability, adaptability to the different battery operating conditions and computation cost. In this paper, based on the Thevenin model, the three most widely used online parameters identification methods, including extended Kalman filter (EKF), particle swarm optimization (PSO), and recursive least square (RLS), are evaluated comprehensively under static and dynamic tests. It is worth noting that, although the built model’s terminal voltage may well follow a measured curve, these identified model parameters may significantly out of reasonable range, which means that the error between measured and predicted terminal voltage cannot be seen as a gist to determine which model is the most accurate. To evaluate model accuracy more rigorously, battery state-of-charge (SOC) is further estimated based on identified model parameters under static and dynamic tests. The SOC prediction results show that EKF and RLS algorithms are more suitable to be used for online model parameters identification under static and dynamic tests, respectively. Moreover, the random offset is added into originally measured data to verify the robustness ability of different methods, whose results indicate EKF and RLS have more satisfactory ability against imprecisely sampled data under static and dynamic tests, respectively. Considering model accuracy, robustness ability, adaptability to the different battery operating conditions and computation cost simultaneously, EKF is recommended to be adopted to establish battery model in real application among these three most widely used methods.

     

便携式仪表锂电池组的均衡充电方案设计

由于成组的锂电池在充电时容易发生过充,导致电池的寿命短和安全性降低,结合目前的电池组均衡充电方案的研究,提出一种全新的充电均衡方案。在本均衡方案中结合采用了耗能均衡方式和非耗能均衡方式,采用ATmega16为主控制器,并采用了独立的温度、电压、电流采集模块来对电池组的各个参数分别进行检测。实验结果证明,该均衡方案能很好地保障便携式仪表锂电池组的使用寿命。     

电动汽车电池管理系统和剩余容量计研究

目的研究和开发电动汽车电池管理系统,实现铅酸储能蓄电池的剩余容量计量技术。方法通过对电动汽车铅酸储能电池基本电化学特性分析,采用了以安时法－Ｐｅｕｋｅｒｔ公式－开路电压法为基本算法,进行电池管理系统的开发,同时考虑了温度、自放电、使用循环寿命等因素对铅酸电池剩余容量预测的影响。结果所开发的管理系统铅酸电池剩余容量静态充放电实验计量误差小于５％,提供给驾驶员一个较准确的剩余容量,并对电池组中每声池进行监测,对铅酸电池的过放电和过充电等非正常工作情况及时报警,实用性强。结论电动汽车电池管理系统可以有效延长电池的使用寿命,优化电池能量的利用,提高电动汽车的性能。