锂电池管理系统的研究与实现 — 锂电池管理系统的硬件实现

对装有电池管理系统的锂离子电池组充电时，必须外接与之匹配的恒压限流型的电源括配器。其恒压值U为

U=4.2*N+损耗电压

式中：N为电池节数。

限流值为该动力锂电池的常规充电电流0.3C(C为电池容量)，在实行充电前必须先进行系统的初始化，然后才按预充、恒流充电和恒压充电三个阶段进行自动充电。

1.初始化

虽然初始化阶段并未开始对电池充电，但却是整个充电过程很重要的一步。智能能源管理模块在此阶段对自身进行初始化和自检，以确定自身是否工作正常，同时检测充电条件是否符合充电要求：

(1)外接充电电源极性是否正确;

(2)外接充电电压是否在规定范围内;

(3)当时温度是否在允许范围内;

(4)锂离子电池端电压(各单体)是否在允许的最低充电电压以上;

(5)锂离子电池端电压(各单元)是否高于过充电检测电压;

2.预充

预充电不是每次都要进行，其目的是当电池过度放电、存放时间太长或电池已经损坏，电池端电压已经低于锂离子电池允许的最低充电压以下时，必须以小的电流(约为正常充电电流的1/10)进行预充，使锂离子电池端电压上升到最低允许充电电压以上，才能转为下一个充电程序——恒流充电。

预充原理是电源适配器通过MCU控制向电池施加一个比较小的充电电流(约为正常充电电流的1/10)，使得低于允许的最低充电压以下的电池在固定的时间内达到最低允许充电电压值，避免将深度放电的电池认为是大电流电感不可充的电池。

如图3-8所示，本模块的预充是电源适配器通过预充开关管S1、电阻R4、S3向电池预充的，这时MCU通过程序控制放电开关管S3全导通，预充开关管S1做间歇式导通，采用较短的导通时间及间隔较长的关断时间(等效平均电流较小)向电池预充，直至电池的端电压上升到锂离子电池允许的最低充电电压(2.5——2.7V之间，与温度有关)，然后进人下一充电阶段——恒流充电;若长时间预充电池端电压都不能到达最低允许充电电压，则说明电池已损坏，程序进人充电禁止状态。

3.恒流充电

本电池管理系统对锂电池恒流充电要求外置充电电源是恒流的，其恒流值应小于锂离子电池的最大允许充电电流，本系统定为0.3 C.MCU通过程序控制充电开关管S2、放电开关管S3全导通，电源适配器通过充电开关管S2、放电开关管S3向电池组恒流充电。电池电压将缓慢上升，一般充电时间为2—3小时，这时电池电量达到了满电量的70%—绕行电感—80%.当单个电池单元电压达到所设定的终止电压时，恒流充电终止，充电电流快速递减，充电进入保持充电过程。

4.保持充电

本电池管理系统在保持充电阶段采用脉冲充电方式，在这一阶段中，脉冲充电方式以与恒流充电阶段相同的电流值间歇性的对电池进行恒流充电一段固定的时间t，然后关闭充电回路。由于充电电流的存在，电池电压电感生产将继续上升超过充电终止电压，在充电回路被切断后，电池电压又会慢慢下降。当电池电压恢复到充电终止电压时，重新打开充电回路，仍然对电池以恒流电流值进行充电，而后又关闭充电回路等待电池电压的下降。在脉冲充电电流的作用下，电池会被逐渐充满，电池端电压下降的速度也逐渐减慢。这一过程一直持续到电池电压恢复时间达到某个预设的值为止，可以认为电池己接近充满。

本系统的各种保护及工作状态都要用到大功率电子开关，本系统采用大功率、低导通电阻的MOSFET.使用MOSFET的原因是本电感电容滤波器电路既有充电回路，又有放电回路，为此电子开关器件应具有双向导通能力，而MOSFET具有此种能力。实际电路中的MOSFET采用IRF4905，其典型的导通电阻为20mΩ，Vds=55V，Id=74A.

3.5均衡模块原理与方案设计

3.5.1国内外锂电池组的均衡方法综述

当锂离子电池组由多个单体电池串联使用时，即使单节电池的性能再优良、质量再好，若配组使用的各单体电池特性不一致，都会导致电池组内部各单体电池过充和过放情况的严重不一致，就内部单体电池而言，串联使用比单个使用更容易发生过充和过放现象，且不易发现。任意一个电池的特性加剧恶化时，将导致电池组内其它电池发生多米诺骨牌效应的连锁性、加剧性损坏。电池组的品质由其中质量最差的一只电池决定，一只电池质量差不仅影响了整个电池组的性能，还会引起恶性的连锁反应，使差的更差，好的也会迅速变差。为解决上述问题，目前通用的做法是将单体电池精选配对，组合成优质的电池组，最大限度地减模压电感小单体电池间的差异。

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为什么这个运放同相端与输出端接了个电阻？其中R19连接着同相端与输出，这是何解？实在想不出来原因迟滞比较器，防止扰动电压搞的IC死去活来。
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书白念了。
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防止扰动电压搞的IC死去活来
斑竹的这句话真过瘾3#

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