智能分布式嵌入式串聯(lián)電池組快速均衡充放電控制系統(tǒng).pdf

1、本文論述了智能分布式嵌入式串聯(lián)電池組快速均衡充放電控制系統(tǒng)。 串聯(lián)電池組作為電源被廣泛應(yīng)用在各種領(lǐng)域，但是串聯(lián)的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其中各單體在充電中無法自動得到均衡，極大地影響了電池組的性能和壽命。均衡充電系統(tǒng)能在充電時主動地將充電能量平均分配給組中各單體，從而有效提升電池組的可用容量，并延長其使用壽命。但是，現(xiàn)有均衡系統(tǒng)在充電速度、擴展能力、生產(chǎn)難度及成本等方面存在一定的局限，使得設(shè)計一種對能量無耗散的、可方便擴展且便于生產(chǎn)的經(jīng)濟型均衡

2、系統(tǒng)變得十分必要。 從工程應(yīng)用的角度出發(fā)，通過對現(xiàn)有均衡系統(tǒng)的分析，結(jié)合電池組充電的特點，提出了設(shè)計串聯(lián)電池組均衡系統(tǒng)的基本原則。這些原則和已有系統(tǒng)的缺陷表明，存均衡充電系統(tǒng)中采用分布式數(shù)字化的檢控機制較為合理。為配合這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，均衡電路以一種新型開關(guān)式選擇器的形式來實現(xiàn)。 系統(tǒng)的檢控部分是一個主控模塊和多個均衡模塊構(gòu)成的分布式嵌人式計算機系統(tǒng)。模塊間采用多機UART協(xié)議在隔離的CAN物理總線上進行相互隔離的通信。開關(guān)

3、選擇器由功率場效應(yīng)管構(gòu)成，并由光電隔離的形式驅(qū)動。這樣一來，系統(tǒng)的功率電路和模擬電路互相隔離，并能選中電池組內(nèi)任意數(shù)量的連續(xù)單體進行充電。同時，一個平均電流模式控制的電流源被用來對選中的單體提恒定的充電電流。SPICE仿真結(jié)果表明，這一形式控制的系統(tǒng)能在10ms內(nèi)完成對階躍充電信號的響應(yīng)。 系統(tǒng)的算法基于對連續(xù)充電過程進行離散化后得到的選擇式均衡充電模型。基于這一模型的研究給出了恒流分塊輪轉(zhuǎn)算法和變流均衡算法及其關(guān)鍵控制參數(shù)。此