储能锂离子电池模组暂态过电压防护设计与电路研发

电力系统中各类暂态过电压引起的高幅值电压波动会影响电化学储能电站在电网中的安全稳定运行,已有电化学储能火灾事故调查报告指出了目前针对储能锂离子电池模组暂态过电压防护能力不足的问题。本工作通过分析浪涌过电压防护器件的性能,提出针对储能锂离子电池模组的暂态过电压防护电路设计,并开展器件选型、配合设计和试验测试,研发出一种具备多级降压-级联稳压自开断功能的电池模组过电压防护电路。结果表明,针对12 V锂离子电池模组,共模和差模输入下峰值为500 V/1 kV/2 kV/4 kV、波形为1.2/50μs的冲击过电压下,所设计防护电路通过逐级限制电压和能量泄放,将输入电池模组的电压幅值抑制在15.2~26.4 V。稳态直流超限电压测试表明,当电压低于26.5 V时,实现模组电压稳压至12 V;超过26.5 V时切出功能动作隔离锂离子电池模组,研究有助于实现锂离子电池模组的暂态过电压抑制和稳态直流超限电压开断及稳压功能。

基于锂电池均衡保护芯片的电压采样电路设计

针对锂电池均衡保护问题,设计一种基于锂电池均衡保护芯片的电压采样电路。采用主动均衡的方式对锂电池进行均衡保护。电压采样电路采样两节锂电池电压以监测锂电池的差异性,并通过8位逐次逼近型数模转换器进行数据转换。运用均衡控制逻辑分析转换的数据,对锂电池执行均衡保护。采用华虹NEC 0.18μm BCD工艺进行设计并通过仿真验证。仿真结果表明,电压采样电路有较高的电压采样精度,逐次逼近型数模转换器的有效位数等指标均有优秀的性能表现。本研究能够可靠地采样各电池的电压,适用于锂电池均衡保护芯片的应用场合,有利于延长电池组的使用时间。

磷酸铁锂电池外短路损伤特性及熔断防护研究

电池外短路损伤特性研究对于高可靠性熔断防护设计具有重要意义。基于自主开发的最小时间为0.1 ms、最大过流为5000 A的可控外短路测试平台,以磷酸铁锂圆柱型锂离子电池为研究对象,进行了不同电流与时间组合的外短路测试。研究证明磷酸铁锂电池外短路存在破裂泄漏、内部熔断以及累积损伤3种损伤模式。电池外短路安全边界、熔断边界和性能损伤边界均具有反时限特征,且前两个边界在电流有效值30C处存在交点。电流小于交点值容易触及安全边界发生破裂泄漏事故,安全风险增加;电流大于交点值优先触及熔断边界发生熔断保护,防护可靠性提高。对于未发生熔断或破裂的电池,存在多次外短路冲击累积失效的风险。基于研究结论,充分考虑电池外短路损伤特性,能够保证电池系统在发生外短路时不产生过度损伤,提高系统安全性。

电池保护电路中MOSFET器件常见失效机理研究

受限于电子设备的内部空间,电池保护电路中MOSFET器件通常采用晶圆级芯片规模封装(WLC-SP)。由于WLCSP的特点,电池保护电路中的MOSFET器件在生产、使用中会出现各种类型的失效模式和失效机理。介绍了采用WLCSP技术封装的MOSFET器件常用的分析方法与设备,结合相关的失效案例,论述了芯片开裂、芯片工艺缺陷、芯片腐蚀和过电应力这4种常见的失效机理,为MOSFET器件及其他电子元器件的失效分析和问题解决提供一定的参考。

电子烟用锂离子电池和电池组通用规范标准解读

为了解决电子烟电池存在的潜在危险,促进电子烟行业持续健康发展,研究制定了电子行业标准SJ/T11796—2022《电子烟用锂离子电池和电池组通用规范》。介绍了该标准制定的背景,详细阐述了该标准中的要点内容,包括适用范围、性能试验、安全试验以及保护电路试验等项目,总结了该标准对电子烟电池行业所起到的规范作用。

锂离子电池安全性的研究

正负极材料、电解液及其添加剂、电池的结构以及制备工艺条件都对锂离子电池的安全性有重要的影响。选择热稳定性好的正负极材料、电解液及其阻燃剂,可以提高电池的热稳定性;在电解液中加入过充保护添加剂,可防止电池的过充;控制好制备工艺条件以及合理的使用,可防止电池的短路。

锂离子蓄电池保护电路发展现状及趋势

首先介绍了锂离子蓄电池的单串及多串保护电路原理,并针对当前锂离子蓄电池集成保护芯片的现状及特点,讨论了锂离子蓄电池保护电路存在的问题。现阶段有多种公司的保护芯片系列,保护的功能也不同,但是对于锂离子蓄电池性能的更好发挥,很多保护方式不是很理想,功能也相对单一。多功能复合以及保护性能优化将成为今后的发展和研究趋势。

基于TL431的锂电池均衡电路的研究

在实际应用中,由于锂电池单体之间的差异性,经一段时间的充放电后发现各单体电池上、下限电压出现参差不齐的现象,严重影响到系统的性能。针对这种情况提出了上均衡和下均衡的概念,然后对锂电池的上、下均衡电路进行了深入研究。实验结果证明,几种锂电池均衡电路设计的正确性,为研究高性能混合动力系统奠定了坚实的基础。

基于HT46R24的太阳能智能充电器研制

针对锂电池户外充电困难的问题,设计了以太阳能为动力源,采用HT46R24单片机控制能量转换和锂电池充电过程的充电器。为保证电池性能和使用寿命,采用三段式充电算法并提供了相应的报警、显示功能;针对关键器件失效导致的充电失控,专门设计了基于硬件的保护电路。实验结果表明,在不同的天气条件下,该系统都能对锂电池进行有效充电,能量转换效率较高。

蓄电池短路保护电路设计及应用研究

介绍一种应用于低压直流系统的蓄电池短路保护电路.该电路通过检测放电回路电流来判断短路与否,并具有可控释放短路保护的功能;该电路简单、实用且有较强的稳定性和适应性.还验证了在容性负载情况下能使系统正常启动所设置的参数,该蓄电池短路保护电路已在某公司产品中大量使用.

电动自行车锂电池组保护电路设计

为保证电动自行车锂电池组安全、长寿命的运行,需为其配备专用管理保护电路。为此,针对一款4并10串规格的锂电池组设计了一套保护电路板,采用S-8209A保护芯片,实现了过充电保护、过放电保护、电池充放电平衡、过电流保护、正常带载等功能,已被可靠应用于某款电动自行车的锂电池组中。

无线识别装置的无线智能充电器设计

充电器对充、放电电流、充电电压、温度等的监控需求越来越严格。文中基于AVR单片机实现无线智能充电器的设计,使用该设备充电时,只需将被充电电池放在充电器上,通过无线的方式就可以将充电器的能量及信息与电池进行传递,实现安全通信,间接地控制电池充电,做到无线充电和智能化,从而省去了电线连接的过程。可实时采集电池端电压、充电电流、电池温度、充电时间,并对充电过程中各个参数值进行智能控制,同时系统中还设计了充电保护电路,以防止电池的过充和过放对电池造成损害。

单相蓄电池放电装置中DC/AC变换保护电路的设计

介绍了一种新型的单相有源逆变蓄电池回馈放电装置中DC/AC变换保护电路的设计方法,电路具有IGBT过流、过热、直流过压、输出交流过压、输出交流欠压、输出交流过流等多种保护类型,对从事电力电子技术特别是蓄电池放电技术研究的工程技术人员具有较高的参考价值。

一种折叠式太阳能移动电源设计

针对现在市场上大部分太阳能移动电源存在着太阳能板面积小,功率不够充电等问题,提出一种效率高,安全可靠的太阳能移动电源设计方案。采用5 V,7 W的较大功率折叠太阳能电池板,分析太阳能与电能转换过程的关键技术和方法,描述充电电路、升压电路、锂电池保护电路和关键芯片设计,例如能实现充电电流控制的专业锂电池充电管理芯片,启动电压可低于1 V的、小尺寸高效率升压DC/DC转换器芯片等。考虑了电源多方面的需求,包括太阳能的充电效率,锂电池的寿命和安全,升压的效率和输出电源的质量等,并通过实验结果验证了电源信号的正常输出,其是一个绿色安全的能源解决方案,具有实用价值。

便携式移动电源的设计

在智能手机、PDA、平板电脑等移动智能终端越来越丰富、越来越深入人们生活的今天,能够在差旅等特殊情况下为移动设备供电的移动电源将会有着越来越广泛的应用。该文提出了由DC/DC变换电路、锂电池保护电路和单片机构成的便携式移动电源的设计方法,设计了原理图,给出了各器件参数的选择和软件设计流程。该项目设计内容涵盖了电子技术、单片机技术和EDA技术,非常适合作为创新研究性实验选题。

锂离子电池组的短路保护电路设计

在锂离子电池短路安全性实验的基础上,分析了短路保护的重要性,设计出了一种新型的锂离子电池组保护电路。该保护电路可方便地运用在采用MOSFET开关的电流保护电路中。该电路根据短路时电池组电压的变化来设计,并通过实验验证了该保护电路能够在5μs内动作,从而保护电池组。

折叠式野外太阳能充电器设计与实现

针对野外作业应急电源的需求设计了一种高效的便携式太阳能充电器,首先提出了一种多功能的充电电路设计方案,在讨论锂电池保护原理的基础上,给出了基于DW01+和8205A的锂电池保护电路设计。对充电器的实际测试数据表明,充电器的实测充电曲线和理论基本一致;输出电压高效、稳定,可满足野外作业应急电源的需求。

基于LPC2148的手持式热敏条码打印机研制

介绍了EAN-13常见商用条码编码格式,给出一个打印实例,设计一种基于LPC2148的热敏打印机控制主板,并给出了系统硬件组成框图。为使打印机工作于电池供电的便携模式,设计了高效率电源管理电路。同时对中文字库的编码方法进行研究后,按字库使用频度设计两个字库,并将常用字库集成在CPU内部。最后给出条码、汉字及字符的打印编程思路。

动力锂电池充放电的保护电路研究

采用在动力锂电池箱体内的电池模块间串联一个继电器和电池箱的正、负极间串联一个继电器,通过电池管理系统控制两个继电器的通断来控制电池模块的充放电。结果表明,该方法能够较好地实现动力锂电池充放电的均衡性,能够较有效地控制动力锂电池的过充和过放。

基于PIC16F887的锂离子动力电池保护电路设计

为了提高锂离子动力电池的安全性,延长电池的使用寿命,设计了一种基于PIC16F887的锂离子动力电池保护电路,详细介绍了电路的硬件和软件设计,实现了对锂离子动力电池的过充电保护、过放电保护、过流保护、短路保护和均衡充电等功能。