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锂离子电池组管理系统研究

蒋新华  
【摘要】: 随着大型锂离子电池组的模块化以及中型锂离子电池组的广泛应用,电池组的循环性能和安全性能问题成为了当前制约发展的主要因素。而管理电路可缓解这些问题,因此电池组管理系统的研究已成为当前的热点。 本文对锂离子电池组管理系统进行了研究,主要从电量管理系统、状态管理系统以及均衡管理系统方面进行了研究,增强了循环中电池组的安全性能及提高了电池组的循环寿命。 对电流采样精度以及电量计量算法进行了研究,在电量计量算法校正中加入了随着循环的自适应校正,改善了循环后期电量计量精度低的问题,计量误差小于5%。 对管理系统的低功耗进行了研究,通过单电源设计等使管理系统整体功耗为200mW左右。通过算法,实现了电池组循环寿命的精确计量,并以此为基础对电量计量模块以及均衡控制模块进行自适应校正,实现了管理系统各模块的有机结合。 对电压检测电路对电池组一致性的影响进行了研究,电压检测电路对一致性有着重要的影响,设计了实用的电压检测电路减少了这种影响。结合实验对影响电池组循环寿命的因素进行了研究,研究表明过充电、过放电、温度差异及充电倍率差异是导致单体电池循环寿命快速衰减的原因。并对电池组的循环寿命进行了研究,结果表明经过筛选后的单体电池组合后,在仅有保护的管理系统情况下,循环寿命在220次。而结合了单片机系统,采用了新的均衡控制策略,缓解了电池组中最差性能电池的加速衰减,从而改善了电池组的循环寿命,达到1000次以上。 对管理系统的可靠性和抗干扰能力进行了研究,通过硬件电路和软件优化设计提高了系统的可靠性。


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