12节锂离子电池管理系统设计

分析当前锂离子电池组在电动自行车、UPS、照明等行业的应用,设计了以MSP430F149单片机为核心,以AD7280A芯片为A/D采样芯片的锂电池管理系统.系统内部通过AD7280A进行电压和温度采样,通过MSP430F149自带A/D进行电流采样,通过SPI通信进行数据交换,实现了对12节单体锂电池电压、电流和温度的精确测量及显示,对锂电池组充放电过程进行实时监测与控制,实现电池组的SOC估算和充放电均衡,通过实验表明了系统的稳定性、可靠性.     

串联锂电池组无损均衡管理方案设计与实现

针对串联锂电池组充放电过程中的多电池均衡问题,设计一种实现锂电池组能量无损均衡智能快速充放电的新方案。论述充放电管理方法的总体思路,介绍无损均衡电路及电压、电流、温度的采样,给出充放电控制电路及MOSFET驱动电路等模块的设计。实验结果表明,该方案能够更快速有效地实现串联锂电池组的充放电能量无损均衡。     

24 V/20 A磷酸铁锂电池管理系统的软件设计

磷酸铁锂电池作为一种新型的锂离子蓄电池,具有高容量、高输出电压、良好的充放电特性,但也存在着电池组一致性、电池过充等问题,因此在实际使用中需要配合电池管理系统(BMS)对其进行管理和保护,以发挥其最佳性能。文中设计了一款具有24 V/20 A输出功能的磷酸铁锂电池电源管理系统,利用模块化的设计理念,采用MAX17830的硬件架构对电池组进行数据的采集,并使用RT-Theart嵌入式操作系统进行任务管理。其主要研究内容是磷酸铁锂电池管理系统的软件设计及系统平台测试。     

基于SOC主动均衡和健康诊断的电动自行车锂电池智能保护器

电池均衡管理作为电池管理系统的核心之一,在解决电池组不均衡问题,使电池组中各单体电池的性能基本一致、最大化电池组的容量,通过主动均衡算法和DC-DC均衡方式,提高电池包内部各单体电池储电状况一致性,实现锂电池充放电过程的均衡,防止过充过放;建立健康状况诊断模型,结合单体电池多次充放电记录,实现对电池状况的诊断,实验结果表明,该保护器在解决电池组不均衡方面达到了预期的效果。     

新型电动汽车锂电池组混合均衡电路的设计

针对锂电池充放电过程中的不一致性,设计了一种基于能量转移的锂电池均衡方案,通过将多余的能量传递到低电量的电池中实现均衡。系统采用的是2级混合均衡方法,第一级采用的是新型电感均衡电路,通过储能电感将能量传递给低电压电池;第二级采用的是独立变压器并联均衡电路,电池组产生的电流通过变压器原边,在副边产生电流从而将能量传递给低电压电池。实验结果表明,该方法具有均衡时间短、效率高等优点,有效解决锂电池充放电不均衡性问题。     

带蓄电池检测均衡的充放电系统

研制了一种实用的蓄电池检测均衡的充放电系统。通过上位机软件对充放电机和蓄电池检测均衡系统的协调控制,使蓄电池组在充电时能够使其单体电池得到均衡处理,从而缓解电池组的不一致性,延长电池组的寿命。结果表明,该系统有效。     

锂电池性能检测系统的设计与实现

为满足锂电池批量化和模块化的检测需求,同时实现检测过程远程控制的目的,设计了一种两层分布式控制结构的锂电池性能检测系统。运用模块化的设计思想构建系统,包括上位机部分、以STM32处理器为核心的控制模块及外围电路、锂电池充放电控制模块、信号采集模块等。通过上位机操作,能够实现恒压充电、恒流充电、恒流放电等多种检测工步。测试表明:系统运行良好,便于集中控制和管理;现场检测单元具有较好的扩展性和维护性。     

基于物联网的电动汽车电池管理智能解决方案

提出了一种基于感知层、网络层和应用层三层架构的物联网电动汽车锂电池组高精度管理智能解决方案。该方案采用BMS智能物联系统和Thevenin电池智慧管理模型，实现对单体电池组电压、电流实时采样和电压均衡控制，同时通过ESAM电池模块、手持终端PSAM模块测量电池组充放电电流，实现对BMS电池信息采集与处理、CAN电池信息传递与汇总及EVT电池信息识别与监测。通过搭建MATLAB/Simulink仿真实验平台，模拟测试24串磷酸铁锂电池组运行工况，电池荷电状态估算值误差精度在±5%内，从而验证了本文解决方案的可靠性与电池模型、估测算法的精准性。     

锂电池组关键参数模块化在线检测方法研究

锂电池是一种新兴的绿色清洁能源。与其他的化学电池相比,锂电池具有寿命长、能量密度高的优点。由于电池组电压、电流、温度等关键参数至关重要,采用模块化设计思路,结合芯片采集与高可靠数字通信基础,研究了一基于LTC6804的锂电池组关键参数检测的硬件系统。对锂电池组的关键参数进行了研究。采用STM32作为控制中心,LTC6804作为电压采集芯片,INA219作为负载电流检测模块,DS18B20作为温度检测器件。系统的电路板尺寸为110 mm×84 mm。其具有高集成度、空间利用率高的特点。试验结果表明,系统下单体电压值采集绝对误差低于2 mV、电流值采集绝对误差为10 mA、温度采集绝对误差为0.5℃,整个系统具有较高的精确度和可靠性。该系统可为锂电池组提供关键参数的精确检测,对锂电池组的安全运行有着重要意义。     

矿用单轨吊磷酸铁锂电池组复合式分层均衡电路

在矿用单轨吊磷酸铁锂电池组连续的充放电循环中,各单体电池不一致性会导致电池组整体性能衰减、使用寿命缩短,传统电池组均衡方式均衡时间长、控制策略复杂。针对上述问题,在Buck-Boost均衡电路和飞渡电容均衡电路的基础上,提出了一种复合式分层均衡电路。底层和中间层Buck-Boost均衡电路按照二叉树结构构建,顶层飞渡电容均衡电路实现3个相邻电池组之间任意2个电池组的能量传递,使电池不仅能够在层内进行能量传递以实现相邻电池间均衡,还可在层间进行能量传递以实现非相邻电池间均衡。仿真结果表明,复合式分层均衡电路大大缩短了均衡时间,显著提高了电池电压一致性。     

无线传感网络节点锂电池剩余电量估算方法

针对采用锂电池电量检测芯片DS2786进行剩余电量估算存在误差较大的问题,结合DS2786芯片和卡尔曼滤算法,提出了一种面向无线传感网络节点锂电池的剩余电量估算方法。该方法通过建立能表征锂电池特性的等效电路模型,将芯片DS2786所获得的锂电池两端开路电压和放电电流作为卡尔曼滤波算法的输入参数,进行精确的剩余电量估算。实验结果表明,该方法对于锂电池剩余电量的估计误差可维持在3%以内,且算法复杂度低,能满足嵌入式设备的应用要求。     

无线传感器网络节点太阳能供电系统设计

ZigBee无线传感器网络节点太阳能供电系统由太阳能电池板、充电控制电路和锂电池组成,采集光能并将其转换为电能存储在锂电池中。通过锂电池充电管理芯片CN3063组成充电控制电路对锂电池进行充电管理。利用超低功耗锂电池电压检测芯片CN301组成放电保护电路,最大限度地延长锂电池的寿命。由于电源能量来自太阳能,因此非常适合野外布置的ZigBee无线传感器网络数据采集节点使用。     

基于STM32的锂电池充放电系统的研究与设计

锂电池是当前便携式手持电子设备可循环充放电电池的首选,但是锂电池在使用过程中可能存在过冲、过放、过流充电以及充电时间过长后产生高温的问题,从而影响电池使用寿命,甚至出现安全事故,为解决以上问题,提高锂电池使用效率,本文基于STM32平台设计了一款锂电池充放电管理系统,通过软硬件的设计和实验测试,该系统实现了对锂电池充放电路径管理、对充放电的参数及电池的状态实现了实时准确监测,输出电压稳定,极大提高了电池的使用效率,该成果已在企业项目中得到了应用。     

基于神经网络的电动汽车电池SOC估算研究

论文首先分析了当前电动汽车电池管理系统中存在的问题,特别是电池电压的精确测量和剩余电量的准确预测问题一直亟待突破,因此,论文在分析电池荷电状态(SOC)影响因素的基础上,进行了动力电池的充放电实验,建立了BP网络电池模型,通过对网络进行训练,应用神经网络模型进行SOC估算,实验表明:建立的BP网络具有较好的适应性,能有效预测锂离子动力电池电压、电流和放电容量间的映射关系。可以准确地对电动汽车电池进行SOC估算。     

基于Thevinin的锂离子动力电池建模实验研究

为了准确估算锂电池的荷电状态(SOC),对其等效电路模型进行了研究。通过充放电实验研究锂电池的电特性,利用充放电电压、电流数据辨识其欧姆内阻、极化内阻和极化电容参数,建立了较为精确的锂电池Thevenin模型。建立实验用磷酸铁锂电池的离散状态空间模型,在Matlab/Simulink环境下建立了该电池的仿真模型,并设计了放电实验。实验证明,建立的锂电池模型仿真数据与实测数据误差小于0.1 V,且随着充放电的进行误差逐渐减小,较好的跟随电池电压的变化,模型精度较高。     

防爆锂离子电池电源电路设计

针对煤矿对防爆锂离子电池的需求,设计了一种防爆锂离子电池电源电路,详细介绍了该电路的组成和功能。该电路采用隔爆分腔设计,当锂离子电池组或电池管理系统发生故障时,充电控制系统和放电控制系统可以快速可靠地断开与锂离子电池组的连接,确保了其他设备的安全;具有充放电保护、电压均衡保护、超温保护、实时显示等功能。     

基于容积卡尔曼滤波算法估计动力锂电池荷电状态

动力锂电池荷电状态的准确估计是电池管理系统的关键功能之一。该文结合二阶电阻-电容等效电路模型,通过建立状态空间表达式,利用最小二乘法对等效电路模型各参数进行辨识,并通过多项式拟合方法获得了开路电压与剩余电荷的关系曲线,进而基于容积卡尔曼滤波方法对锂电池荷电状态进行建模,建立了基于数字信号处理器的充放电实验平台,实现了锂电池放电时荷电状态的实时估算。实验结果表明,该方法能够实现实时在线估算,且最大误差小于 2%,具有良好的估算精度。     

考虑内阻时变特性的电池状态估计方法

针对锂离子电池欧姆内阻随温度变化情况,提出了一种考虑内阻时变特性的两步无迹H∞滤波锂电池状态估计方法。首先,对锂电池和内阻抗进行分开建模,在电池Thevenin模型的基础上构建内阻抗预测模型,实时修正模型参量;接着,将无迹变换嵌入到扩展H∞滤波中,降低测量噪声对估计精度的扰动,从而提高电池荷电状态的估计精度。最后,在实验室环境下对电池进行充放电实验,分别针对降温和升温情况下的内阻值及电池端电压的估计进行了详细的实验分析,同传统方法相比,本文方法具有较高的估计精度。     

Truly wearable display comprised of a flexible battery,flexible display panel,and flexible printed circuit

In an effort to create a truly flexible and wearable display having a flexible battery as well as a flexible organic light‐emitting diode panel and a flexible printed circuit, a flexible lithium‐ion battery has been developed, and a prototype wrist‐wearable or arm‐wearable display has been fabricated. Owing to improvements in the internal structure and exterior of the lithium‐ion battery, no remarkable changes in charge and discharge curves and the internal state of the electrodes were observed even after conducting a 10,000‐cycle bending test. Therefore, this flexible lithium‐ion battery prototype demonstrated remarkable bending resistance. Thus, we succeeded in fabricating a truly flexible and wearable display comprised of a flexible organic light‐emitting diode panel, a flexible printed circuit, and a flexible battery.     

用于锂电池原位温度监测的柔性薄膜传感器研究

针对现有电池温度监测技术存在的问题,提出了一种基于柔性薄膜传感技术进行锂电池温度监测的方法.制备了以聚酰亚胺为柔性衬底的薄膜温度传感器,并通过转移的方式将其植入锂离子软包电池中,进行了电池内部温度充放电测试.实验表明:内置柔性薄膜温度传感器能稳定地在锂电池内部工作,并能可靠地测出锂离子电池包中的温度,可提高锂电池的运行安全,且有助于理解电池的热产生原理.