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
来源： 作者： 发布时间：2015-01-06 13:38:32 浏览量：就算动力电感测量锂离子电池组解决了配组的前期技术问题，电池组在使用中亦会使其特性产生变化，目前对电池组在使用中由于特性变化产生的导致电池组整体特性急剧衰退和部分电池加速损坏的现象，并无有效的解决办法，只能在电池组充共模电感、放电过程中检测到有一个电池处于过充或过放状态，保护电路就将整个充、放电电路关断。由于上述原因，动力锂离子电池组在实际使用中(特别是充电时)解决各单节锂电池在电池组中的平衡问题极为重要。目前国外采用的均衡方法主要有：能耗的方法和无能耗的方法。
3.5.1.1能耗均衡方法
典型的方法是利用发热电阻旁路分流，旁路分流均衡法原理图如图3-9所示。B1、B2……Bn为组成锂离子电池组的各单元电池，K1、K2……Kn为MCU控制的多路开关，R1、R2…… Rn，为放电平衡电阻。当电池组充电时充电电流I在各节电池中都相等。当某节(例如：B2)电池电压高于其他电池超过某值时，MCU控制的多路开关K2合上，B2通过R2分流，使B2电压下降，如此反复循环n次使得锂离子电池组各单元电池能平衡充电。此方案简单、可靠，但电阻会消耗电能并发热，使用中需注意选取电阻阻值及功率，其最大的缺点是放电(工作)使用中，各单元平衡则白白消耗了锂离子电池组的电能。
3.5.1.2无能耗的均衡方无能耗的均衡方法是利用一个活动的分流元件或电压或者电流转换器件来将能量从一节单体转移到另一节单体。这些器件可以是模拟的，也可以是数字的。两种主要的方法是电容平衡和能量转换。
电容平衡原理图如图3-9所示。B1、B2……Bn为组成锂离子电池组的各单元电池，K1、K2……Kn为MCU控制的多路开关，C为平衡电容。当电池组充电时，若某节(例如：B2)电池电压高于其他电池超过某值、而B3最低，MCU控制的多路开关K2，K3合上，KA、KB都切换在a点，B2通过K2、K3、KA、KB向C充电，在C充满电后，MCU控制的多路开关K3、K4合上，KA、KB切换都在b点，电容C通过K4、K3、KA、K模压电感器B向B3释放电能，使B2电压下降，B3电压上升，如此反复循环n次使得锂离子电池组各单元电池能平衡充电。此方案亦较为简单、可靠，但使用中应注意掌握好电容充放电时间，其最大的优点是充、放电(工作)使用中，都可平衡各单元电池的功能，且不消耗锂离子电池组的电能。
用能量转换进行单体均衡是采用电感线圈或变压器来将能量从一节或一组电池转移到另一节或一组电池。两种积极的能量转换方法是开关变压器方法和共享变压器方法。
开关变压器方法共享一个与前面快速电容器相同的开关。拓扑如图3-10.整个电池组的电流I流入变压器T，变压器的输出经过二极管D校正后流入单体Bn.这由开关S的设插件电感器置来决定，此外还需要一个电子控制器件来选择目标电池和设置开关S.
这种方法的均衡速度较快，但要消耗整个电池组的能量。此外还有缺点包括设计复杂，元件众多，有控制器、电磁感应线圈和开关等，由于存在开关损耗和电磁损耗使得效率低下。
共享变压器法只有一根磁芯，次级有线圈分别接在每一节单体。如图3-11，电池组的电流I流入变压器的初级，每一个次级分别产生感应电流。单体电池的电压越低，它的电抗就越小，因而感应电流越大。用这种方法，每一节单体获得的均衡电流与其SOC成反比。
在共享变压器中，唯一的活动元件就是次级的转换晶体管。不需要闭合线圈，共享变压器方法能快速而且低损耗的对电池组进行均衡。它的缺点也是复杂、元件众多，因为每一个次级都需要整流器件。
3.贴片电感5.2本电池管理系统所采用均衡方案
本电池管理系统所采用的均衡方案根据上述方法中开关变压器均衡法的原理，直接采用DC/DC开关电源，在充放电过程中根据检测到的各单体电池的电压值，判断出需要均衡充电的单节电池，用电池组的电量对该节电池进行额外的均衡充电，原理图如下：
DC/DC开关电源选用了新星DOM-24D15S5，输入电压18——36V，输出电压在4.6——5.5V可调，输出电流为3A，实物图如下：
3.6液晶显示的实现
本电池管理系统选用DM12864M汉字图形点阵液晶显示模块，可显示汉字及图形，内置8192个中文汉字(16*16点阵)、128个字符(8*16点阵)及64*256点阵显示RAM.主要技术参数和显示特性：
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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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