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| 18650型锂离子充放电电池的管理 摘要：镍镉电池与镍氢电池一直是电器发展以来人们应用广泛的供电电池。自上个世纪九十年代起，锂离子逐渐发展并慢慢取代了老式电池，新一代供电电池锂电池被科学家们越来越重视。它相比传统电池而言，电池容量大，放电电压高，没有记忆效应，内阻小，寿命长与安全性能高，其应用领域是非常之广阔。在数码照相机、对讲机、笔记本电脑、仪器仪表、音响设备、玩具、摄像机、航模、便携式DVD，等电子设备中的应用也使其成为必不可少的一环。常见的磷酸铁锂电池或是锰酸铁锂电池在当今时代有着良好的需求和广阔的前景，例如我国电动汽车都是以锂离子电池作为基本的动力源等。 但随之而来的问题是，如何管理锂离子电池，成为现今聚焦的问题与麻烦。换句话说，怎样检测与控制锂离子电池，是我们必须要解决、改善并掌握的方法技术。现今阶段检测技术并不完善，测量结果并不准确。随着锂电池使用次数的增加，电池内阻变化以及老化现象会导致电池的自身容量逐渐减小，间接的影响了电池的使用寿命。另一方面，锂电池充电放电的时间难以把握。在实际使用时，过充过放的现象经常发生。这一点是由于电池极化现象产生的，是无法改善的。但是我们可以通过一个可以实时观测锂电池充放电时电量的百分比的电量表，来得到一个理想的输出结果，这也就需要我们要掌握电池状态与负荷状态估计（SOC）来实现这一理论结果。而如何通过电路检测与控制以上两种偏差，即是本文的主旨。本文通过对锂电池的电池模型极化误差的介绍，说明了锂离子电池的SOC估计方法及主要理论。并通过实际实验电路阐述了管理锂电池的方法，包括如何检测锂电池的电量与控制锂电池的过充过放现象等问题，目的是减小了测试锂电池参数时的误差与延长锂电池的使用寿命。 关键词：锂离子电池；电池电量检测；均衡控制 目录 1 绪论 4 1.1 选题背景 4 1.2 应用现状 5 1.2.1 日常家居设备中应用 6 1.2.2 交通运输中的应用 6 2 锂电池电量检测原理 6 2.1 SOC电池电荷状态与检测锂电池电量的关系 6 2.1.1 SOC介绍 7 2.1.2 锂电池SOC估计方法种类 7 2.2 SOC估算方法详解 8 2.2.1 开路电压法 8 2.2.2 安时积分法 10 2.2.3 卡尔曼滤波法 11 2.2.4 神经网络法 12 2.3 方法总结 12 3 锂电池充放电的控制原理 13 3.1 锂电池的过充过放 13 3.1.1 过充过放现象 13 3.1.2 电池保护板的原理 13 4 模拟实验与各模块介绍 14 4.1 实验流程 14 4.2 模块总览 15 4.2.2 稳压稳流 16 4.2.3 锂离子磷酸铁锂保护板 16 4.2.4 SOC电量表 17 4.2.5 18650型锂离子充电电池 17 4.2.6 车载小风扇 18 5 总结与展望 18 5.1 实验设计总结与结论 18 5.2 预期展望 19 致 谢 19 参考文献 20 |
