蓄电池智能充电系统的设计与研究

针对铅酸蓄电池的快速充电进行了研究,提出一种新的分阶段充电模式,使充电电流在总体上逼近蓄电池的可接受充电电流曲线。在主充阶段采用变电流间歇去极化的方法,很好的消除了极化,提高了蓄电池接受充电电流的能力,避免了在充电过程中产生大量气体和温升过高的问题。在充电终止控制技术和充电方法的实现上,采用了以电池电压负增量和电池温度控制相结合的综合控制方法,并采用了以模糊控制的方法来实现蓄电池的充放电控制。实验结果表明,模糊控制在响应速度、抗干扰性等方面都具有较好的性能。     

锂离子电池的热稳定性和大电流充放电稳定性研究

利用电池测试系统和电化学工作站研究了DLG IRC18490柱形锂离子电池（LiCoO2/石墨C）b不同温度及不同电流充电条件下的稳定性,结合阻抗分析软件Zview对得到的不同测试条件下的电化学阻抗谱进行了拟合,对锂离子电池内部电化学反应重要参数I0进行了理论计算。结果表明,当温度从室温升高到60℃时,固体电解质膜(SEI)的电阻Rsei和电荷传递电阻Rct均增大,体电阻相对稳定。在不同的荷电状态下,Rct随荷电量的增加而减小。我们对I0进行了定量的计算,揭示了锂离子电池在不同充电电流和不同荷电状态下出现的不稳定性。这些研究结果对锂离子电池在常温下的应用具有重要指导意义。     

铅酸蓄电池快速充电技术研究

根据蓄电池可接受的充电电流曲线提出一种铅酸蓄电池四阶段充电法.该方法可以缩短蓄电池的充电时间,提高充电效率,延长蓄电池的使用寿命.     

独立光伏发电系统高效充电控制器设计

针对小功率独立光伏发电系统中铅酸蓄电池使用寿命短、充电效率低的问题,提出基于放电脉冲的3阶段充电方法.该方法通过放电脉冲控制铅酸蓄电池的自放电,以增大铅酸蓄电池的可接受充电电流,使铅酸蓄电池能够完全吸收光伏电池组件输出的电能,提高独立光伏发电系统的充电效率.该方法结合最大功率跟踪算法协调铅酸蓄电池与光伏电池组件之间的工作关系,提高独立光伏发电系统的工作效率.根据这一思路设计具有高充电效率的独立光伏发电系统控制器.与传统控制器相比,它不仅提高了光伏电池组件的利用率,加快了对蓄电池的充电,而且可以保护蓄电池并延长使用寿命.     

一种复合型充电均衡系统及控制方法

针对串联锂离子电池组中各个单体电池的差异造成充电过程中各单体电池之间能量不均衡的问题,提出了一种复合型充电均衡系统及控制方法.在充电过程中利用分层并联均衡逐级减小各单体电池的SOC差异,使各单体电池SOC保持一致性.若电池组满足旁路均衡条件则对电池组采用旁路均衡,使高SOC单体电池迅速接近平均SOC,大幅提高均衡效率.并联均衡与旁路均衡的充分结合,使得充电过程中各单体电池SOC迅速趋于一致.对8个串联的磷酸铁锂电池(LiFePO_4)分别进行串联充电参照实验和复合型均衡充电实验,通过多角度对两组实验进行对比,充分证明了该均衡策略在均衡效果和速度上都有很好的作用.     

电动汽车脉冲快速充电器

为了提高铅酸蓄电池的充电效率,缩短充电时间,消除蓄电池的极化现象,在分析密封式铅酸蓄电池的充电特性的基础上,采用脉宽调制技术,分阶段改变充电电流的大小,根据电压、电流反馈自动控制调节充电脉冲宽度,设计了一种快速脉冲充电器. 和以往的快速充电器相比较,该冲电器具有充电时间短,充电效率高,尤其是在充电过程中电池内部的温升降低,减小了电池的极化现象.     

改进的密封铅酸蓄电池充电技术

对于密封铅酸蓄电池,我们使用的传统充电电路是恒压限流充电电路。本文介绍了一种先进的密封铅酸蓄电池充电电路的设计原理,给出了确定充电参数的方法和基本公式。和传统电路相比,这种电路的优点是能使电池快速充电,恢复到最大容量,且能延长电池的使用寿命。     

4节蓄电池串联智能充电器的设计

本文针对4节蓄电池串联充电时容易出现过充或欠充现象,设计了一种带均衡功能的智能充电器,同时对充电过程中的电池电压和充电电流提出了新的检测思路;并根据锂电池的充电特性曲线设计了充电器的软件。该充电器具有均衡作用,充电效率高。     

汽车蓄电池充电器

汽车蓄电池充电器能自动提示“需要充电”,采用过充保护,小电流充电,使充电效果大大提高,并能延长电池使用寿命,形成系列化产品,满足各种移动电器电池充电的需要。     

基于电流前馈解耦PWM的电动汽车阶段充电仿真

电动汽车的充电系统性能取决于整流和充电控制环节,其充电效率及稳定性对电池的寿命、电池容量产生很大的影响.为了提高整流电压输出的稳定性和电池的充电效率,其整流模块采用电流前馈解耦PWM,该方法通过电压外环和电流内环控制以减少整流中的谐波分量并稳定输出电压.针对充电模块控制策略则采用阶段性充电方式即先用电流单环控制的恒流限压充电,当达到设定的电压值后转为恒压限流的双闭环控制充电方式.运用Matlab/Simulink实现电动汽车蓄电池充电模型,并与单一的恒流、恒压两种充电控制策略进行对比.由仿真结果可知,电流前馈解耦PWM整流电压稳定性优于电压型PWM.此外,也验证了阶段性充电控制充电方式对蓄电池的影响较小,具有充电效率较高的优越性.     

电动汽车充电机充电策略设计

为了实现通用型电动汽车充电机对电动汽车的快速充电,研究了电动汽车各种充电方法以及蓄电池SOC检测方法,给出了充电拓扑图.通过采样电动汽车蓄电池端电压、电流以及温度等判断充电模式,结合采用恒流、带放电脉冲和低恒压充电3种方式对蓄电池进行充电.仿真结果验证了快速充电的合理性.     

基于V-R模型与卡尔曼滤波器的蓄电池SOC估计

蓄电池组广泛应用于UPS系统中,荷电状态(SOC)是表征蓄电池状态的重要参数之一.在线准确估算蓄电池SOC,有利于开展对蓄电池的状态诊断、维护,保证电池组安全供电.通过对阀控铅酸电池作了大量的充放电试验,根据试验数据应用最小二乘法进行辨识,获得蓄电池SOC的端电压-电阻的计算模型,运用卡尔曼滤波器算法,对SOC做最优估计.经实验验证和仿真,得到了蓄电池SOC最优估计结果,具有很好的精确度,表明该方法能够在工程上用来估算蓄电池的SOC.     

电动汽车充电桩充电策略设计

为了实现通用型电动汽车充电桩对电动汽车的快速充电,研究了电动汽车各种充电方法以及蓄电池SOC检测方法,给出了充电拓扑图。通过采样电动汽车蓄电池端电压、电流以及温度等判断充电模式,采用恒流、带放电脉冲和低恒压充电三种结合的方式对蓄电池进行充电。该研究为电动汽车蓄电池提高充电效率,缩短充电时间奠定了基础。     

蓄电池电量监测新技术

为准确了解以蓄电池为动力的电动汽车所用电池的剩余电量,在分析目前一些电池剩余电量计算方法的基础上,提出了一种利用阻抗跟踪技术的单芯片监测电池剩余电量方案.在实际设计方案中采用了TI公司的bq20z80芯片,能够在电池整个寿命周期内以高达99%的精确度计算电池组的剩余电量.在电池组处于静止状态时,通过在相应的温度下关联电池组的空载电压和充电状态可以分析出准确的电荷状态.     

A new state of charge determination method for battery management system

State of Charge (SOC) determination is an increasingly important issue in batter)., technology. In addition to the immediate display of the remaining battery capacity to the user, precise knowledge of SOC exerts additional control over the charging/discharging process which in turn reduces the risk of over-voltage and gassing, which degrade the chemical composition of the electrolyte and plates. This paper describes a new approach to SOC determination for the lead-acid battery management system by combining All-balance with an EMF estimation algorithm, which predicts the battery‘ s EMF value while it is under load. The EMF estimation algorithm is based on an equivalent-circuit representation of the battery, with the parameters determined from a pulse test performed on the battery and a curve-fitting algorithm by means of least-square regression. The whole battery cycle is classified into seven states where the SOC is estimated with the Ah-balance method and the proposed EMF based algorithm. Laboratory tests and results are described in detail in the paper.     

面向全生命周期的锂电池健康状态估计

为研究锂电池在动态工况下以及全生命周期内健康状态的准确估计问题,提出一种基于固定充电电压片段的方法.选取充电过程中某固定电压片段内所充电量作为电池容量估算的等效健康因子,利用遗传算法选择最优的充电电压片段,在两类锂电池老化实验数据的基础上,设计放电电流不同、健康状态区间不同的8个验证算例.实验结果表明:8个验证算例中,训练集电池和测试集电池健康状态估计的平均绝对误差与均方根误差均低于1.55%;所提出的基于等效健康因子的方法,在100%～60%的全寿命健康状态区间,对于不同的放电电流、不同材料的电池,均能进行健康状态的准确在线估计,具有较强的适用性.     

电动汽车蓄电池双向充放电系统的研制

针对电动汽车行驶过程中能源浪费的问题,采用电流可逆斩波电路,实现了电动汽车刹车制动时电能的再回收.选用高性能的DSP芯片设计了电动汽车蓄电池充放电电路,能够控制充放电的电流和电压,优化充电过程,提高了充电效率和电池使用寿命.     

基于DS2438的多功能智能蓄电池充电器的设计

介绍了一种基于DS2438智能充电器的设计方案,该智能充电器能对各类蓄电池进行充电．并对充电电池具有自动检测能力。监测芯片将电池的电压、电流、温度等参数通过单总线的方式送到单片机,由单片机AT89S52进行控制,保证蓄电池不过充,以合理的充电方式进行充电,使其蓄电池延长使用寿命。     

UTSTF锂离子电池时变参数估计与故障诊断

针对锂离子电池的参数偏差型故障诊断问题,提出基于无迹变换强跟踪滤波器（UTSTF）的电池时变参数估计与故障诊断方法.建立电池的开路电压（OCV）-荷电状态（SOC）特性曲线与一阶等效电路模型;将电池参数加入状态变量,建立状态与参数的联合状态空间方程,通过UTSTF算法得到电池参数的实时估计结果,并根据估计值设计故障诊断算法流程;以电池内部的接触型故障与扩散型故障为例,在变温环境下模拟故障发生并进行电池充放测试,得到电池参数在UTSTF与无迹卡尔曼滤波（UKF）下估计值与真实值的对比.实验结果表明,所提方法对于电池故障参数具有良好的跟踪效果、较高的估计精度与诊断可靠性.