锂电池知识

电池知识

锂离子、磷酸铁锂、锰酸锂、新能源

锂离子电池充电均衡控制研究

2021-03-08 ryder

摘要为戒备个别单体的过充、过放导致电池包性能下降甚至失效,需对电池包中各单体之间实现均衡控制,从而提高电池包使用寿命。文中设计了一种基于STM32F103RB的电池包均衡控制器,提出了消除单体电池不一致性的均衡充电控制策略,为鉴别即将报废电池供应了理论根据。关键词锂电池;性能下降;STM32F103RB;均衡控制器一组锂电池由串联多个单体电池包成,充电时通过每个单体电池的电流相等,但由于每个单体电池容量的差异,会出现充放不完全的现象,加之锂电池的自然老化,还会加剧电池单元容量的变化,统计上表现为电池包中的单个电池单元容量的正态分布的均值左移,且峭度逐渐减小,甚至经过一段时间的使用后,小部分电池单元的有效容量近乎为零,如图1所示。为处理充电过程中由电池包的不均衡所带来的问题,要在充电过程中采取各种控制手段,使所有电池在温升正常的前提下,能同时充分电,以实现均衡充电。


1系统概述锂电池包均衡控制系统由如图2所示的测试部分和均衡控制部分组成。充电过程由控制器STM32F103RB进行统一管理,包括转换充电方式,测试电池的状态以及进行充电均衡控制等。由于STM32F103RB内置有128kB的Flash和20kB的SRAM,而且有丰富的加强I/O端口和外设:蕴含16通道12位的ADC、4个通用16位按时器、1路CAN总线接口等,所以其能满足各种场合下的要求,可以实现对锂电池的智能充电控制。系统选用电池监测芯片DS2438来测试电池的端电压和电池温度。由于DS2438内部有A/D转换器和数字温度传感器,在锂电池的均衡控制过程中要获得电池电压、温度,只需ARM解决器对其发出采集电压、温度的控制命令即可。DS2438采用单线制,仅占用ARM解决器的少量口线。另外,每片DS2438都拥有唯一的序列号,系统中的每个电池由一个芯片来标识,方便观察及记录单体电池的状态。主控制器与充电桩进行通信,反馈电池的电压、电流、温度、电量等参数,以便充电桩向充电机发送控制指令、开关量信号,对充电机的启停进行控制,并能获取充电机的工作状态信息。

声明: 本站所发布文章部分图片和内容自于互联网,如有侵权请联系删除

用手机扫描二维码关闭
二维码