小型鋰離子電池主動均衡管理技術(shù)研究.pdf

1、鋰離子電池的成組應(yīng)用是目前新能源發(fā)展的一個重要方向，但在此應(yīng)用中電池的不一致性問題是阻礙其推廣的一大難題，解決鋰離子電池不一致性的主動均衡管理技術(shù)是電池管理系統(tǒng)研究的重點(diǎn)內(nèi)容之一。本文通過對串聯(lián)鋰離子電池組主動均衡技術(shù)的研究，設(shè)計(jì)出一款適合小容量串聯(lián)鋰離子電池組的主動均衡管理系統(tǒng)，設(shè)計(jì)中利用E-SMART的BRC14500型號的鋰離子可充電電池作為實(shí)驗(yàn)對象。
　　 本文首先對電池的不一致性問題以及電池均衡的判斷標(biāo)準(zhǔn)做了研究;再對

2、當(dāng)前的各種電池均衡管理方法進(jìn)行了深入的對比探討，包括各種均衡拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及具體實(shí)現(xiàn)方式;隨后著重研究了一種電感式主動均衡管理系統(tǒng)，采用TI公司的bq78PL116作為主控芯片，與bq76PL102雙電池監(jiān)測芯片進(jìn)行級聯(lián)，并進(jìn)行了相應(yīng)的芯片外圍電路、系統(tǒng)供電和電池單體電壓檢測電路、電流檢測電路、電感式主動均衡電路、SMBus通信電路和安全保護(hù)電路的設(shè)計(jì)，完成了一個可以對3-12節(jié)串聯(lián)電池組進(jìn)行主動均衡管理的硬件系統(tǒng)。
　　 在硬件設(shè)

3、計(jì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了均衡管理系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，首先進(jìn)行了均衡策略的制定，在均衡啟動閾值θ的基礎(chǔ)上，設(shè)定了單體啟動閾值θ'，提高了均衡效率，然后進(jìn)行了均衡模塊以及SMBus通信的軟件設(shè)計(jì)。
　　 基于Matlab的Simulink的軟件仿真平臺，進(jìn)行了鋰離子電池電感式主動均衡系統(tǒng)模型的搭建以及靜置、充電和放電三個狀態(tài)的均衡仿真，仿真結(jié)果顯示電感式均衡可以有效保證電池組中各單體電池的一致性，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的正確性。
　　 最后把實(shí)現(xiàn)

4、的硬件系統(tǒng)通過USB-TO-GPIO與bqWizard上位機(jī)軟件進(jìn)行連調(diào)測試，測試結(jié)果顯示，電池組內(nèi)各單體電池的電壓在均衡管理系統(tǒng)工作下一致性變好，當(dāng)電池組內(nèi)向正極方向進(jìn)行均衡時(shí)，實(shí)際均衡電流平均為140mA左右，當(dāng)電池組內(nèi)向負(fù)極方向進(jìn)行均衡時(shí)，實(shí)際均衡電流平均為100mA左右，均衡效率為71％。由上位機(jī)繪制的均衡過程中各單體電池電壓的波形，可清晰看出此系統(tǒng)均衡效果明顯，且工作穩(wěn)定，控制簡單，達(dá)到了最初的設(shè)計(jì)目標(biāo)。
　　 本設(shè)計(jì)