解析低温智能锂电池处理体系的规划计划

低温智能锂电池管理系统设计

摘要解析了一种低温智能锂电池处理系统的规划办法，该系统由32个20Ah4系列、8个并联单元组成。本办法具有基础维护、电量测量、电量平衡和故障记录功能。经测试，系统功能良好，满足规划要求。

目前的电池处理系统重要是为使用大容量电池包和较短的电池寿命而设计的。本生产系统服务的设备功耗高，电池周期短，生产系统本身的功耗不低，不适合在低功耗的表面应用。关于气体远程监控来说，均匀的系统电流只有几毫安，要在低温下持续工作6个月以上。为了满足本项目的应用，本文解析了一种低温智能锂电池处理系统的规划办法。具有基础维护、功率计量、充电平衡、缺陷记录等功能。经测试，系统功能良好，满足规划要求。

1.系统的整体结构

低温锂电池的处理系统重要由基础维护电路、电量计、平衡电路和二次维护组成，如图1所示。

根据低功耗的考虑，在规划中选择了许多低功耗设备，如处理器采用MSP430FG439低功耗单片机。参考电压为REF3325，功耗极低，仅3.9db;运放使用LT1495，工作电流仅1.5a;数字电位器采用AD5165，静态电流低至50nA。在间歇式运行电路中加入功率处理电路，运行电流大，降低了能耗。低温电池包的附加电压为14.8v，由4个电池串联而成，每个电池组含8个单体电池。正常工作电压2.5v~4.2v。

每个采集周期采集每组电池的电压，处理器根据电压向维护实现电路发出指令，并执行相应的维护动作。均衡电路采用单片机和晶体管完成，代替了均衡专用芯片。系统记录存储装置中电压、电流、温度、电池寿命、剩余电量等异常信息的最大值。处理器供应TTL通信接口，现场计算机通过TTLRS232转换模块读取存储设备中的日志。为了预防充电过程中单片机崩溃等异常维护故障。新增二次维护电路。若电压超过预置值，则启动二次维护电路对三端熔断器进行熔断，预防故障的发生。

2.硬件规划

2.1实现电路维护

维护执行电路是维护动作的执行机制，CH是充电控制开关，DISCH是放电控制开关。通过CH和DISCH的控制进行相应的维护操作，如图2电路图所示。

CH和DISCH在正常运行时设置在低电平，M1和M2同时打开。当放电过流或过放电状态出现时，DISCH设置为高电平。此时，Q2断开，Q3传导，M2栅电容的电荷迅速放电，M2瞬间闭合，维修完毕。当充电过流或过充电状态出现时，CH设为高电平，M1关闭。MOSFET电路选择IRF4310,MOSFET的导通电阻是只有7k,流量高达140。

CH和DISCH在正常运行时设置在低电平，M1和M2同时打开。当放电过流或过放电状态出现时，DISCH设置为高电平。此时，Q2断开，Q3传导，M2栅电容的电荷迅速放电，M2瞬间闭合，维修完毕。当充电过流或过充电状态出现时，CH设为高电平，M1关闭。MOSFET电路选择IRF4310,MOSFET的导通电阻是只有7k,流量高达140。

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