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(dòng)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(shí)主動(dòng)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(kuò)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(jì)一種對(duì)能量無耗散的、可方便擴(kuò)展且便于生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)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(duì)現(xiàn)有均衡系統(tǒng)的分析，結(jié)合電池組充電的特點(diǎn)，提出了設(shè)計(jì)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(jī)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(shí)現(xiàn)。 系統(tǒng)的檢控部分是一個(gè)主控模塊和多個(gè)均衡模塊構(gòu)成的分布式嵌人式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。模塊間采用多機(jī)UART協(xié)議在隔離的CAN物理總線上進(jìn)行相互隔離的通信。開關(guān)

3、選擇器由功率場(chǎng)效應(yīng)管構(gòu)成，并由光電隔離的形式驅(qū)動(dòng)。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(jìn)行充電。同時(shí)，一個(gè)平均電流模式控制的電流源被用來對(duì)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(duì)階躍充電信號(hào)的響應(yīng)。 系統(tǒng)的算法基于對(duì)連續(xù)充電過程進(jìn)行離散化后得到的選擇式均衡充電模型?；谶@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