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体彩锂电池充电均衡控制研究



  甚至失效,需对电池组中各单体之间实现均衡控制,从而提高电池组使用寿命。文中设计了一种基于,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提供了理论依据。

  一组锂离子电池由串联多个单体电池组成,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,加之锂离子电池的自然老化,还会加剧电池单元容量的变化,统计上表现为电池组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。为解决充电过程中由电池组的不均衡所带来的问题,需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,能同时充足电,以实现均衡充电。

  锂电池组均衡控制系统由如图2所示的检测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,检测电池的状态以及进行充电均衡控制等。由于STM32F103RB内置有128 kB的Flash和20 kB的SRAM,而且有丰富的增强I/O端口和外设:包含16通道12位的ADC、4个通用16位定时器、1路CAN总线接口等,所以其能满足各种场合下的要求,可以实现对锂离子电池的智能充电控制。系统选用电池监测芯片DS2438来检测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处理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处理器的少量口线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。