电动汽车磷酸铁锂电池组均衡电路设计

为了优化和提升电动汽车中的磷酸铁锂电池组均衡系统的性能,在应用广泛的Buck-Boost均衡电路基础上,提出了一种可减少开关数量、加快均衡速度和提高效率的拓扑结构。该均衡电路用开关电感模块替代电感,克服了Buck-Boost均衡电路仅能在相邻电池间传递电荷的缺点,通过控制电感模块中的开关继电器,改变BuckBoost电路的均衡子电路,减少电荷转移步数。通过对比分析和实验验证可知,优化后的Buck-Boost均衡电路相较于原电路减少了开关数量,加快了27%的均衡速度和提高了均衡效率。

纯电动汽车磷酸铁锂电池组的建模及优化

鉴于传统神经网络和支持向量机机理复杂、计算量大的缺陷,很难实时跟踪磷酸铁锂电池组复杂快速的内部反应,影响电池荷电状态的估算精度,提出应用一种简单、有效的极限学习机对一额定容量为100 Ah、额定电压为72 V的纯电动汽车磷酸铁锂电池组建模,并分别与BP神经网络、RBF神经网络、支持向量机进行对比;随后,以学习时间和泛化性能为优化目标,应用粒子群方法寻找最佳隐层节点个数;结果表明,基于极限学习机的磷酸铁锂电池组模型的学习时间、泛化性能优于BP神经网络、RBF神经网络、支持向量机;隐层节点优化后,模型的学习时间和泛化性能达到最优。

串联磷酸铁锂电池组保护电路设计

设计出了一种新型的串联锂离子电池组保护电路.该保护电路采用MOSFET开关,根据过流时电池组MOSFET电压的变化来设计过流保护电路,并通过实物验证了该保护电路能够在20ms动作,从而保护了电池组和改善了电池的性能,延长了电池的寿命.

矿用磷酸铁锂电池组均衡充电技术研究

以目前煤矿大量使用的磷酸铁锂充电电池组为核心,介绍该种电池组需要标识的有关技术指标、充电机理、充电方法以及电池管理系统。在借鉴铅酸蓄电池成熟充电技术的基础上,以6块单体电池容量为40Ah组成的电池组进行试验,通过对试验数据的分析,总结了电池的充电特性,设计了最佳电池管理系统中的充电模块,以保证在形成产品后充电效率最高、使用寿命更长。

磷酸铁锂电池组在110 kV变电站直流系统的应用

本项目选用了两种不同的电池管理模式对磷酸铁锂电池组进行管理,并将组装好的两套电池组应用于110 k V变电站直流系统的日常运行。运行结果表明,磷酸铁锂电池可以在变电站替代铅酸蓄电池使用,并且可以浮充运行;运行过程中,单体电池的电压会由于电池充电态的变化下降或上升;单体电池的内阻呈现先下降再上升的变化;电池组的放电容量随着运行时间的延长出现每年3%左右的衰减(浮充电压为3.6 V);合适的电池管理模式能将电池组内单体电池的电压差保持在较小的范围,有利于电池组长寿命的运行。

磷酸铁锂电池组不同工作模态的均衡管理研究

在Buck-Boost电路基础上设计了基于功率电感的双向均衡电路,以单体电压差为均衡控制信号,设定阈值,使电池组静置、充电和放电,不同工作模态下实现高效的能量转移。搭建电池组均衡管理实验平台,用磷酸铁锂电池组进行实验,验证了该均衡电路和均衡策略可行。

基于单片机的磷酸铁锂电池组充放电电路设计

设计了磷酸铁锂电池组的充放电电路,主电路为双向直流-直流变换电路,控制电路是以单片机STC12C5A60S2为核心的.为了实现对磷酸铁锂电池组的充、放电的控制,输入、输出电压和电池组电流信号经过调理电路后,送入单片机,利用单片机片内10位模数转换器转变为数字信号,在单片机中利用数字PI算法,输出47 kHz的脉冲调制信号去控制主电路中的开关管实现电压、电流的闭环控制.通过电路实验验证了所设计充放电电路具有功能齐全、调节方便、效率高、稳流精度高等优点.

宽温型磷酸铁锂电池组保护电路设计研究

设计了一种宽温型磷酸铁锂电池组保护电路,该保护电路可实现对电池组的充、放电进行实时监控与保护,具有防止电池组过充、过放、过热、过流、高温等的安全保护功能,并具有微加热电路以确保电池组在低温环境下均得以安全有效地运行。

基于PWM技术的磷酸铁锂电池充电装置的研究

针对电动汽车的充电需求,设计完成了一款基于PWM技术的磷酸铁锂动力电池组充电装置。在分析传统磷酸铁锂电池组不足的基础上,理论推导了三相电流型PWM整流器的SPWM间接电流控制算法,选用三相电流型PWM整流器拓扑作为主电路,完成了三相充电装置主电路的硬件设计,搭建了实验平台,完成了开环和闭环实验,实现了功率因数校正。当网侧电压为380 V时,在指令电流为10、30、50和80 A时分别对磷酸铁锂电池组进行充电实验,输出电流恒定且纹波小,充电过程中网侧电流与电压同相位,有效地实现了单位功率因数。

高串联锂铁电池芯平衡电路的研究

锂铁电池芯间的不一致性会导致锂铁电池芯串联后电芯提前过充或过放现象的发生,进而大幅度缩短电池芯使用寿命,电芯电压平衡电路是解决电芯不一致性的主要方法。深入探讨了常见的电芯电压平衡电路,研究了各平衡电路的特性与适用性,并提出了一种新型的全局型主动式互补平衡电路,同时详细评价了新平衡电路的性能。

基于LTC6802的磷酸铁锂电池采集系统

设计一种基于电池监测芯片LTC6802的磷酸铁锂动力电池组状态采集系统。采用嵌入式微处理器MC9S08DZ32对12串电池组状态数据进行采集,并通过CAN(Controller Area Network)总线上传到主机[1]。文中对系统的整体结构和工作原理进行了介绍,并给出了具体的硬件和软件设计方案。

基于电压极差特征的储能电池组早期健康状态检测

为了更加高效地评估储能电池组的健康状态(SOH),提出一种基于电压极差特征的早期健康状态检测方法。首先基于大容量磷酸铁锂储能电池组开展循环老化试验,测量每次循环的电压极差信号,并从中提取关键时间点的电压特征;其次,基于皮尔逊(Pearson)相关系数及灰色关联度分析法(GRA)筛选与电池组老化高度相关的健康因子。最后,通过麻雀搜索算法(SSA)优化双向长短时记忆网络(BiLSTM)的超参数,搭建SSA-BiLSTM健康状态估计模型,实现储能电池组SOH评估;并结合常规机器学习算法验证了健康因子的有效性和估计模型的优越性。结果表明,所提取充放电静置30 min的电压极差特征能够有效反映电池组容量衰退趋势,多种模型验证下SOH估计误差均低于±0.8%。其中,本文所提出的SSA-BiLSTM模型均方根误差(RMSE)低至0.07%。因此该方法能够有效地对大容量储能电池组的SOH实现在线监测。

基于锂电池组的变电站直流系统接线方式及其运行

以磷酸铁锂电池组作为后备电源的变电站直流系统,不适合采用传统的接线方式。文中提出一种新的直流系统接线方式,将馈电母线和充电母线分别设立,配合快速切换开关,解决在变电站直流系统中采用锂电池的问题。另外还讨论了新接线方式下直流系统的运行方式,并通过一系列试验数据,证明方案切实可行。

磷酸铁锂电池及其新能源汽车启动电源性能研究

鉴于汽车启动电源铅酸电池存在严重环境污染隐患,本文采用环保型32650圆柱磷酸铁锂电池组装成25.6V/65 A·h电池组代替铅酸电池应用于汽车启动电源,并分别对磷酸铁锂电池组的常温和低温启动能力、倍率性能和低温放电性能等进行测试。实验结果表明,电池组0.33 C放电容量为67.028 A·h,3 C放电容量为0.33 C放电容量的98.24%,电池组具有较好的倍率性能;电池组在-30℃放电容量为额定容量的84.7%,具有良好的低温性能;电池组在25℃和-20℃下以600 A电流放电,单串电池电压均高于放电保护电压;电池组在25℃搁置28 d之后,容量恢复率为99.37%;磷酸铁锂电池组性能均满足汽车启动电源性能要求,可以代替铅酸电池作为汽车启动电源。

一种新型矿用锂电池组均衡模块的设计

针对串联磷酸铁锂电池组各单体电池剩余电量的差异性,提出了一种新型非能耗型充放电均衡模块。本文利用TI公司的TPS55010设计了均衡模块。文章先研究了磷酸铁锂电池组间的差异性原因,然后详细分析了具体的控制模块与均衡模块。此均衡模块不仅可将能量在各电池中转移,还在均衡时起到了隔离作用。分析表明,此均衡电路可有效的实现磷酸铁锂电池组在充放电时的能量均衡。

磷酸铁锂电池与太阳能一体化航标灯融合技术研究

为进一步扩展一体化航标灯和磷酸铁锂电池组应用领域,本文通过对一体化航标灯光源、电路板进行改造,重新设计LED发光芯片的封装和散热,应用二次光学透镜提高光通率,改造电路板恒流驱动,提高负载功率,提升航标灯夜间视距至7.0KM,满足长江中下游及沿海的视距需求。同时,从电气和功率匹配角度研究新灯器与航标专用磷酸铁锂电池组、太阳能板的融合技术,为新灯器提供支撑保障。

基于STM32的电池组飞渡电容均衡系统设计

串并联的磷酸铁锂电池组存在不一致性,为了缓解由此带来的放电不一致性影响,文章采用改进的飞渡电容法进行均衡,其中测量精度决定着均衡效果。提出一种电池组极性自动判断方法和一种基于光电耦合器的测量方法,解决了常规方法中串联电池组测量线繁杂和测量精度不高的问题。采用基于Labview设计的上位机可监测显示电池组单体电压数值和曲线图。经实验测试静置状态下,均衡电压差在0.003V以内,均衡时间在70s以内;充电和放电状态下,效果相对有限。

高串联锂铁电池芯平衡电路研究

文章深入探讨常见电芯电压平衡电路,研究各平衡电路的特性与适用性,进而提出一新型的全局型主动式互补平衡电路。本研究所设计的平衡电路使用特殊的光继电器开关组件及电路逻辑,以内部整组串联电池组经由隔离型DC-DC电源转换器转换成适合单电芯电压与电流做为单电芯平衡充电电源,并以此平衡充电电源对串联电池组内部各电芯来做全局型互补电路,使得本文所选用互补电路能做到高效率及高互补平衡电流,突破以往串联电池组在串联电芯电压平衡上使用被动电阻式放电效率低的困境。

一种纯电动车及双向电能转换实验平台

鉴于传统内燃机汽车所带来的能源消耗、环境污染;纯电动汽车研究的实验平台十分缺乏,大部分是在虚拟的汽车仿真软件下进行,难以准确反映真实的实车系统。介绍一种以磷酸铁锂电池组为主能量源、超级电容为辅助能量源的纯电动汽车及双向电能转换实验平台。测试结果显示,所介绍的实验平台除了可以进行纯电动汽车各关键部件的性能测试、能量管理测试、运行在工况和踏板模式外,还能与电网进行双向电能转换。

基于台架实验的单/双能量源纯电动汽车性能研究

大部分单/双能量源纯电动汽车的性能研究是在ADVISOR,PSAT等虚拟的汽车仿真软件下进行,忽略了实车系统的机械特性、电池组的物理特性、双向DC/DC变换器的转换效率及能量管理系统的响应时间等因素,难以准确反映实车系统。提出以磷酸铁锂电池组为主能量源、超级电容为辅助能量源的纯电动汽车测试系统为研究对象,测试不同工况下系统的能量消耗、纯电动车的动力性能和制动能量回收效率。结果表明:双能量源系统在制动能量回收率及动力性能等方面优于单能量源系统;双向DC/DC变换器的转换效率对双能量源系统的内部能量消耗产生重要的影响。