国产精品一区二区视频-亚洲狠狠爱-久久久久女人精品毛片九一-99资源站-午夜神马福利-极品尤物一区二区三区-羞羞的视频网站-欧美三区四区-污污网站免费-乱色精品无码一区二区国产盗-国产黄色在线看-国产成人亚洲精品-国产欧美一区二区三区四区-一品毛片-凹凸精品熟女在线观看

一種鋰離子電池組均衡充電管理電路設計

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2020年06月05日  

隨著國際原油價格飛漲,各種新型能源的研究成為公眾關注的焦點。電能作為動力能源已經在各種車輛上得到廣泛應用。鋰離子電池以具有較高的能量質量比和能量體積比,無記憶效應,可重復充電次數多,使用壽命較長等優點成為動力電能的首選。


作為一種新型動力技術,鋰離子電池在使用中必須串聯才能達到使用電壓的需求,單體性能的參差不齊并不全緣于電池生產技術問題,即使每只電池出廠時電壓,內阻完全一致,使用一段時間以后,也會出現差異,這使得解決動力鋰電池充電技術問題成為迫切要解決的技術問題。本設計在充分考慮工業成本控制和穩定性要求的基礎上,采用能耗型部分分流法對動力鋰離子電池充電進行均衡管理,改善了電池組充電的不平衡性,提高了工作性能。


1鋰離子電池組充電方法選擇


1.1單節鋰離子電池充電要求


對單節鋰離子電池的充電要求(GB/T18287-2000)首先是恒流充電,即電流一定,而電池電壓隨著充電過程逐步升高,當電池端電壓達到4.2V(4.1V),改恒流充電為恒壓充電,即電壓一定,電流根據電芯的飽和程度,隨著充電過程的繼續逐步減小,當減小到10mA時,認為充電終止,充電曲線如圖1所示。


圖1鋰離子電池充電曲線


1.2鋰離子電池組充電特性


在動力鋰電池組中由于各單體電池之間存在不一致性。持續的充放電循環導致的差異,將使某些單體電池的容量加速衰減,串聯電池組的容量是由單體電池的最小容量決定的,因此這些差異將使電池組的使用壽命縮短。造成這種不平衡的重要原因有:


●電池制作過程中,由于工藝等原因,同批次電池的容量、內阻等存在差異;


●電池自放電率的不同,經長時間積累,造成電池容量的差異;


●電池使用過程中,使用環境如溫度、電路板的差異,導致電池容量的不平衡。


1.3充電方法選擇


為了減小不平衡性對鋰離子電池組的影響,在充電過程中,要使用均衡電路。


目前關于鋰離子電池組進行均衡管理的方法重要有2種,能耗型和回饋型。能耗型是指給各個單體電池供應并聯支路,將電壓過高的單體電池通過分流轉移電能達到均衡目的。回饋型是指通過能量轉換器將單體之間的偏差能量饋送回電池組或電池組中的某些單體。


理論上,當忽略轉換效率時,回饋不消耗能量,可實現動態均衡。但由于回饋型設計控制方法復雜,制造成本較高,本充電器采用能耗型設計。


能耗型按能量回路處理方式又可以分為斷流和分流。斷流指在監控單體電壓變化的基礎上,滿足一定條件時把單體電池的充電回路斷開,充電電流完全通過旁路電阻。通過機械觸點或電力電子部件組成的開關矩陣,動態改變電池組內單體之間的連接結構。而分流并不斷開工作回路,而是給每只電池新增一個旁路電阻,當某單體電池高于組內其他電池時,將充電電流的全部或一部分導入旁路電阻。從而實現對各個單體電池的均衡充電。由于動力鋰離子電池組功率較大,在綜合考慮充電效率,熱管理等方面因素之后,我們使用部分分流法為充電器的設計方法。


2系統設計及分析


2.1系統整體結構


如圖2系統框圖所示,工頻交流電通過開關電源轉化為18V/5A的直流電輸出給升壓電路,升壓電路根據CpU的控制信號為電池組充電供應一定的充電電流,電壓監控電路將電池的實時電壓情況反饋給CpU,CpU通過升壓電路實現對電池組整體充電電壓、電流的控制。通過均衡電路實現各個單體電池充電速率調整,以保證整個電池組充電的一致性。


圖2系統整體框圖


2.2升壓電路


電能的輸入轉化環節由開關電源電路和調壓電路兩部分組成。開關電源將輸入的工頻交流電轉化為18V/5A直流電輸出。由于當前開關電源技術已經相當成熟,在此就不再贅述。


升壓電路的用途是將開關電源輸出的直流電調節轉化為電池組充電所要求的電壓、電流,并能夠根據充電狀態對輸出電壓、電流進行實時調節。


升壓電路如圖3所示。


圖3升壓電路


其中R1、R2、Q1構成電源反接保護電路,Q5是整個升壓電路的開關,Q2、Q4、U1構成場效應管Q3驅動級電路,Q3、L1、D1、C4、C5構成BOOST升壓調節電路,R9、R10、C6為電壓采樣電路。


在充電器正常工作時,開關電源的正負極輸出分別接到DC+,DC-,開關管Q5關斷。CpU根據電池監控電路反饋的電壓計算出的pWM占空比,輸出相應的調制信號。pWM調制信號經過驅動級放大調整,控制Q3開關狀態,以出現所要的輸出電壓。


由于穩態條件下,電感兩端電壓在一個開關周期內的平均值為零。可得:


其中,UL為電感兩端電壓在一個開關周期內的平均值;U0為輸出電壓;Ui為輸入電壓;T為開關周期;ton為Q3處于通態的時間;toff為Q3處于斷態的時間。令UL=0,在電感電流持續的工作過程中有:


其中因此只要調節pWM輸出的占空比,就能有效地控制電池的充電電壓。


由于單個鋰離子電池的電壓過小,為得到更大的工作電壓,一般要將鋰離子電池串聯使用。電池組充電過程中,要對每個電池的電壓情況進行實時監控,以保證每個電池工作在正常工作狀態下,防止發生過充現象,損壞鋰離子電池。


串聯鋰離子電池電池組中,各個鋰離子電池的基準電平不同。假設電池組中的電池電壓分別為a1,a2,?,則對地第一節電池電壓為a1,第二節電池電壓為a1+a2,以此類推。


在電壓監控中我們要對各個電池的實時電壓進行比較,就必須設計一定的電路,將各個電池的電壓轉化到同一基準上。采取光耦隔離取樣的方法可以實現電平轉化,考慮到線性光耦價格是普通光耦的10倍以上,出于工程中成本控制要,將普通光耦線性化連接以實現電壓的采集和實時監控。


在如圖4所示的單體電池電壓監控電路中,使用了同一型號同一批次的兩個普通光耦器件和兩個運算放大器。兩個光耦中,一個用于輸出,另外一個用于反饋。反饋用來補償發光二極管時間、溫度特性上的非線性。


圖4電壓監控電路


在圖4中:


其中:K1,K2為電路中光耦U1,U2的電流傳輸比。


由電路可知:


其中Vbat為電池兩端電壓。由于選用同一型號同一批次的光耦,所以電流傳輸比近似相等,即K1=K2。


所以,有:


從式(5)可知,該測量電路的電壓增益只與電阻R1,R2的阻值有關,與光耦的電流傳輸參數等無關,從而實現了對電壓信號的線性隔離。經如圖所示電路轉化后電池電壓被轉化為具有統一參考地的輸出電壓Vout。


2.4部分分流控制電路


如圖5分流控制電路所示,充電過程中,當某一單體電壓明顯高于組內其他電池時,CpU將控制端口拉高,則Q1導通,Q2基極電位被拉低,Q2導通,部分電能從旁路電阻R4分流,降低該電池充電速率,從而實現電池組各單體電池充電速率同步。


其中

相關產品

主站蜘蛛池模板: 亚洲天堂2014 | wwwwww色| 成人免费视频观看 | 四虎在线视频免费观看 | 变态另类一区 | 久草视频网 | 国产思思99re99在线观看 | 国产精品婷婷午夜在线观看 | 国产全是老熟女太爽了 | 茄子视频A | 婷婷久久五月天 | 日韩大尺度视频 | 欧州一区二区三区 | 国产一二三级 | 国产伦精品一区二区三区视频孕妇 | 日本电影大尺度免费观看 | 欧美日韩字幕 | wwwxxxx国产| 动漫艳母在线观看 | 91精品国产自产91精品 | 日本黄色免费网站 | 黄色av资源| 午夜视频在线免费 | 国产睡熟迷奷系列精品视频 | 自拍偷拍亚洲视频 | 小宝贝真紧h军人h | 综合激情亚洲 | 美女光屁股视频 | 亚洲在线一区二区三区 | 欧美91成人网 | 国产欧美一区二区精品性色 | 性高潮视频在线观看 | 国产情趣视频 | 伊人久久爱 | 国产精品免费精品一区 | 人人澡人人草 | 女人的毛片 | 国产麻豆一区二区 | 国产免费一级视频 | 久久无码人妻精品一区二区三区 | 欧美入口 | 一级特黄aa | 91叼嘿视频 | 亚洲免费在线看 | 成人一级黄色 | 成人在线视频免费 | 亚洲人在线视频 | 国产在线xx | 中文字幕资源网 | 精品人妻无码中文字幕18禁 | 亚洲AV成人无码精品久久盆瓶 | 国产成人97精品免费看片 | 国产精品不卡av | 亚洲福利在线播放 | 四川操bbb | 97人妻精品一区二区三区视频 | 欧美成人午夜精品免费 | 日本wwwxxx| 国产91在线高潮白浆在线观看 | 国产又黄又爽又色 | 看全色黄大色黄大片大学生 | 短裙公车被强好爽h吃奶视频 | 男插女视频免费 | 日本中文字幕视频 | 福利视频三区 | 无码国精品一区二区免费蜜桃 | 国产成人一区二区三区 | 99国产精品99 | 美女免费毛片 | 国产探花精品一区二区 | av观看在线免费 | 成人日韩精品 | 少妇视频在线 | 成人av无码一区二区三区 | 亚洲国产精品成人va在线观看 | 久草黄色 | 欧美黄色成人 | 免费看a毛片 | 91福利一区 | 亚洲欧美日韩在线一区 | 中国老头性行为xxxx | 丰满少妇大力进入 | 国产精品老熟女一区二区 | 第四色视频 | 精品国产一区二区三区在线观看 | 男女做爰猛烈高潮描写 | 亚洲我射av | 999超碰| 国产又粗又大又爽视频 | 国产 日韩 欧美 综合 | 黄色三级带| 亚洲一区二区三区网站 | 亚洲短视频 | 国产中文视频 | 亚洲中文字幕一区 | 欧美资源 | 中文字幕av一区二区 | 1024手机看片日韩 | 无码一区二区精品 |