基于单片机的蓄电池管理系统(2).ppt

1、a,1,电池的管理策略,电池荷电状态（SOC）估算策略 电池均衡策略 热管理策略 充电策略,电池组的管理，包含着不同的方面，而不同的方面又有着不一样的管理方法。所以这就需要一套自己的管理策略来设计自己系统,1.准确的电池余量 2.一致的电压 3.适合的电池工作环境 4.合理的充电方式,a,2,目前较统一的是从电量角度定义SOC,SOC=QC/CI,式中：QC为蓄电池剩余的容量； CI为蓄电池以恒定电流I放电时所具有的容量,荷电余量SOC,电池荷电状态SOC(stateofcharge)用来表征电池的剩余容量,SOC估算策略,a,3,安时法 通过用放电电流与放电时间的乘积来计算铅酸电池的荷电状态

2、,一般是对充放电的电流进行时间上的积分,然后由原来的电量进行加减来估算电池的荷电状态。 开路电压法 开路电压法是通过测量铅酸蓄电池的开路电压值,来判断电池的剩余电量。 内阻法 交流电注入到蓄电池，然后通过交流电的电压和电流值计算蓄电池的内阻，最后通过内阻和容量的关系判断蓄电池当前容量。 神经网络法 神经网络具有非线性的基本特性，具有并行结构和学习能力，对于外部激励，能给出相应的输出，故能够模拟电池动态特性，以估计SOC 卡尔曼滤波 通过大量的实验获得铅酸蓄电池得动态 RC 模型参数,建立铅酸蓄电池的二阶 RC 模型,利用此模型的的结果,使用卡尔曼滤波算法对铅酸蓄电池的荷电状态做估算,a,4,本

3、文所选用的方法 安时和开路电压结合法 其中,CN为电池的额定容量；I为电池电流；n为充放电效率,a,5,电池均衡策略,在电源系统中,蓄电池的不一致性是影响蓄电池组寿命的致命因素。因此,对蓄电池组进行电池均衡,减小单体电池间的差异,最大限度的延长电池的使用寿命,是非常必要的,电阻旁路分流法,当检测系统监测到电池组出现不均衡状况时,控制信号就控制分流旁路上的继电器闭合,将分流电阻接入电路中,a,6,开关电容法,这种方法以均衡电容为能量存储载体,以各单体电池的电压为均衡对象,使其串联在各单体电池上，通过电池组间开关来回切换来保持单体电池的电压趋于一致,a,7,多绕组变压器法,但当电池组的电压出现不均

4、衡时,对蓄电池组进行电压均衡，控制变压器副边电压首先高于最低的一个蓄电池单体，此时这个单体电路中的二极管导通，其他单体连接的二极管由于承受反压关断，仅给电压最低的蓄电池单体充电，等到这个单体充至倒数第二高时，再提高副边电压，给最低的两个单体充电，照这种方法持续,该过程将持续到电池组间电压相同为止,从而达到了均衡控制的目的,a,8,并联DC一DC变流器法,某一个电池单元达到充满状态或某相邻两电池单元电压不一致时,相应的均衡模块开始工作,能量从电压高的电池单元传递给电压低的电池单元.假定某时刻电池Bl的电压高于B2,此时开关管sl导通,电感Ll开始储能当s1关断后,电感中存储的能量通过续流二极管D

5、l转移到B2中. 如果串联电池组的最后一个电池单元Bn先充满或电压高于Bl,开关Sn导通,使能量存储在反激变压器的激磁电感中,当Sn关断之后,激磁电感中的能量转移到电池组,设计当中本着均衡系统的无能量损耗,效率高,结构灵活的参考特点，本文选择的是并联DC一DC变流器法,a,9,热管理策略,当检测到电池温 度达到开风机温度阈值时，电池管理系统启动风机对电池进行降温，直到温度降到关风机阈值时关闭风机。 当检测到电池温度过低时，电池管理系统启动加热器对电池进行加热，直至电池上升至规定温度时才关闭加热器,a,10,充电策略 1.恒压 恒压充电就是在充电过程中，充电电压恒定不变,优点是充电速度快，充电时

6、间短，充电电流I会随着电动势E的上升，而逐渐减小到零，使充电自动停止，不必人工调整和照管 。 缺点是在于充电开始的初期，由于电压已经恒定，又因为电池的等效内阻非常的小，所以充电电流会很大。会严重冲击极板，会引起极板变形、活性物质脱落以及蓄电池的温度过高,a,11,2.恒流,恒流充电与恒压充电方式类似，只不过恒定量变为充电电流。而恒流充电又包括单一恒流充电方式和分段恒流两种充电方式,优点为：充电电流可任意选择，有益于延长蓄电池寿命，可用于初充电和去硫化充电。 缺点是：充电时间长，且需要经常调整充电电流,恒流充电在后期电压很大容易过充,a,12,脉冲充电主要是利用正负脉冲进行充电,3.脉冲充电,4.阶段充电,就是先进性限流充电，等其充电电压上升到设定的恒压值，便进入恒压充电阶段