动力磷酸铁锂电池组充电管理电路的设计研究
磷酸铁锂电池通用充电模块的基本组成与电路分析
磷酸铁锂电池通用充电模块的基本组成与电路分析 1 锂电池应用概况 近年来，便携式电子产品正向轻量化、超小型化发展，为此锂离子电池得到广泛应用，比较常见的正极材料为钴酸锂和锰酸锂的锂离子电池，还有磷酸铁锂电池和磷酸铁锰电池等。
但是目前大量应用的钴酸锂和锰酸锂的锂离子电池安全性能较差。
多年来，手机锂电池、笔记本锂电池组、移动DVD用锂电池和矿灯用锂电池等不断出现燃烧和爆炸等现象，造成极大的经济损失和极坏的社会影响。
为了消除这种现象，便携式电子设备已开始采用安全性能极好的磷酸铁锂电池。
此外，电动工具过去普遍采用镍镉电池，由于含有镉等严重污染环境和毒害人身健康的材料，已被许多国家禁止生产和使用，目前唯一可以替代的只有磷酸铁锂电池。
在电动助力车和混合动力汽车中，过去普遍采用非常笨重的铅酸蓄电池或镍氢电池。
为了减轻电池重量，国内外曾有不少研究人员试图采用钴酸锂和锰酸锂电池，结果都以失败告终。
随着磷酸铁锂电池的推广应用，成本不断降低，性能不断提高，电动车辆采用磷酸铁锂电池已成为必然趋势。
由于磷酸铁锂电池的主要技术参数与锰酸锂和钴酸锂电池具有较大的差别，因此过去大量生产的锂离子电池充电控制专用集成电路、厚膜电路和模块等不能对磷酸铁锂电池进行充电，为了满足手机、笔记本电脑、矿灯、移动DVD、MP4、电动工具和电动车辆中磷酸铁锂充电的要求，必须尽快开发研制出通用型磷酸铁锂电池充电厚膜电路和模块。
2 锂电池充电模块基本组成 磷酸铁锂电池通用充电模块由充电电流采样电路、充电开关管、集成控制电路、充电电压采样电路等部分组成，如图1所示。
充电采样电路可根据待充磷酸铁锂电池的容量设定充电模块的恒定充电电流，比如对矿灯用单体4Ah磷酸铁锂电池充电时，该电流可设定在800mA;对笔记本电脑用10Ah磷酸铁锂电池充时，该电流可设置为3A.电压采样电路可根据待充磷酸铁锂电池组的串联电池数，设定通用充电模块输出的恒定充电电压，比如对矿灯用的单体磷酸铁锂电池充电时，该电压设置在3.65V.对移动DVD用两只串联磷酸铁锂电池组充电时，该电压应设置在7.3V.对电动助力车用11只串联磷酸铁锂电池组充电时，该电压应设置在40V.集成控制电路的作用是通过控制开关实现磷酸铁锂电池最佳充电。
一种磷酸铁锂动力电池组主动均衡充电系统
激 变换 器 实现 由电池组 向单体 电池荷 电状 态低 的 电池 进行 补 充 电 ， 从 而 实现 各 单 体 电池荷 电状 态
的基本 一致 ， 延长 电动 汽车续 驶里程 。 最后对 系统进 行 了４ ８ Ｖ ／ １ ４ ０ Ａ ｈ磷 酸铁锂 电池 组在 静 置模 式
下 的 均 衡 实验 。
单体 均衡 充 电单元 的输 入 电量 来 自电池 组 ， 所 以在
给Ｓ Ｏ Ｃ低 的单体 电池 补充 电量 的 同时 ， 就 实 现 了 电 池组 电量 向单 体 电池 的转 移 ， 待 各单 体 电池 Ｓ Ｏ Ｃ趋 于基 本一致 时 ， 整个 均衡 充 电过 程结 束 。 该 系统可 实现 对 电 池组 在 充 电 、 放 电 和静 置 模
组 串联使 用过程 中随着 充 放 电次数 的增 加 ， 单 体 电
池 间的容 量不一 致性 会 逐 渐 增 大 ， 从 而导 致 动 力 电 池组性 能 下 降 和 循 环 寿 命 缩 短¨ 。 。为此 ， 动 力 电
池组 需均衡 充 电 ， 达 到 降低 单 体 电池不 一 致 性 的影
响， 改善动 力 电池组性 能 ， 延 长 电动汽 车续驶 里程 。 而 目前 国 内外均衡 充 电多数选 择 电池端 电压作 为均衡 判据 ， 所 以存 在 均衡 判 据不 稳 定 的 问题 。 为此 ， 本文研 究 了一 种磷 酸 铁 锂 动力 电池 组 分 布式 主动均 衡充 电系 统 。该 系统 采用 单体 电池荷 电状态
பைடு நூலகம்
致性 ， 计 算 电池 组 平 均 Ｓ Ｏ Ｃ， 并 将 单 体 电池 Ｓ Ｏ Ｃ
与 电池 组平 均 Ｓ Ｏ Ｃ进 行 比较 ， 待 电池 组平均 Ｓ Ｏ Ｃ与
磷酸铁锂电池组均衡充电及保护研究
重庆大学硕士学位论文
中文摘要
电池电能的消耗做到微功耗级别。 关键词：均衡充电，模糊控制，电池保护，过充电，过放电
II
重庆大学硕士学位论文Fra bibliotek英文摘要
ABSTRACT
Compared with Ni-MH batteries, Lead Acid batteries, Lithium Ion batteries has the obvious merits of size, weight, charging speed, anti-memory effect. However, due to the single lithium-ion battery inconsistencies in the manufacturing process, the performance difference between the series-parallel group use battery pack gradually increases in the charging and discharging cycles, resulting in the battery pack in excessive charging or deep discharge. Then, it often appears monomer battery overcharge or over-discharge phenomenon. Directed towards pure electric vehicles using lithium iron phosphate battery as power supply, a distributed active equalization charging system of lithium iron phosphate dynamic battery pack was in depth studied by analysis the circuit of battery equalization charge which can not only achieves quick charge but also eliminates the battery pack overcharge or over discharge that caused by the inconsistency between the single battery. This paper uses a distributed active charging equalization system, it consists of single battery manage circuit and vehicle controller unit. According to specific functions classification, the single battery manage circuit mainly consists of battery detection unit, battery charging equalization unit, battery charging protection unit and battery manage circuit automatic power off unit. Controller area network(CAN) bus is applied to each module. CAN-USB bus adapter is applied to the communication between the manage subsystem and the vehicle controller unit. The flyback converter is used to the single battery to realize supplement charge from battery pack to the single battery that is low state of charge. According to the studied fuzzy logic control strategy, the converter achieves the adjustment of the PWM duty cycle of its field effect transistor and the output current of each battery charging equalization unit. Different charging current for inconsistent monomers battery carried ensuring the balance of the state of charge of each cell. Compared with the average method equalizer control strategy, the strategy can significantly reduce the equalization time and improve the balancing efficiency. This paper designs two sides of single battery protection circuit. Simultaneously, the system on the one hand achieves the battery charge protection through parallel with Zener diode across the single battery in the constant voltage charging process of the battery. At the same time, it achieves the single battery management circuit automatic
动力锂离子电池充电电源设计技术
动力锂离子电池充电电源设计技术赵永国赵拥强摘要：本文叙述充电电源的总体方案，设计了一款以SG3525和IR2113芯片为控制和驱动芯片的高频逆变式充电电源，电源主电路采用高频整流电路、滤波电路、高频逆变电路等。
完成了主电路中变压器的设计及功率磁性元器件的设计，主要功率器件的选型等，进行了控制电路设计，控制部分采用电压外环电流内环的双闭环PI调节器实现主电路的恒流恒压输出，同时设计了保护电路，防止过压过流现象的发生。
关键词：高频逆变，充电电源，PI，电动汽车，全桥变换1 引言作为电动汽车的动力源泉，电池的问题引起了各研究机构的广泛关注。
在现有实用的电池中，锂离子电池被公认为是最有希望的动力电池。
锂离子蓄电池与其他电池相比，主要有以下特点：(1)高能量密度：锂离子电池的重量是相同容量的镍福或镍氢电池的一半，体积是镍镉的40—50%，镍氢的20—30%。
(2)高电压：单体锂离子电池单体的工作电压为3.7V，相当于三个串联的镍镉或镍氢电池。
(3)无污染：锂离子电池不含有诸如镉、铅、汞之类的有害金属物质。
(4)循环寿命高：在正常条件下，锂离子电池的充放电周期可超过500次。
(5)无记忆效应：由于锂离子电池不存在记忆效应，因此在未完全充放电的情况下不会减小容量。
但若过充的话则会影响锂电池的寿命。
基于上述特点，锂离子电池十分适宜于作为电动汽车的动力源。
目前北京已有锂离子蓄电池纯电动公交车示范运行线并运行良好，说明锂离子电池应用于电动汽车会取得良好的效果。
对于蓄电池的使用和维护来说，能充分、安全、高效的对其进行充电是一个很重要的问题，其效果直接影响到了电池的性能和寿命。
电动汽车的发展正处于一个方兴未艾的时期，本实验室也积极参于到了该课题的研究中。
文中所设计的充电器正是基于实验室课题针对动力锂电池组而设计的。
2 总体方案设计2.1 充电电源设计指标本设计的主要任务是设计一款动力锂离子电池充电电源，基本要求为小型化、轻量化、智能化。
锂电池组充电管理电路设计问题
锂电池组充电管理电路设计问题提纲：1. 锂电池组充电管理电路的基本原理及设计参数2. 锂电池组充电管理电路的设计流程及要点3. 锂电池组充电管理电路的常见问题及解决方案4. 锂电池组充电管理电路的实际应用5. 锂电池组充电管理电路的未来发展方向一、锂电池组充电管理电路的基本原理及设计参数随着生活及工作中对于电力及电子设备的需求的日益增长，锂电池组充电管理电路也受到越来越多的关注。
锂电池具有高能量密度、长寿命、低自放电率以及高充电电压等特点，因此用于日常生活及各领域的设备中几乎无处不在。
在设计锂电池组充电管理电路时，需要考虑的设计参数包括电池组的个数、电池的类型、每个电池的电压及容量、最大充电电流和最大充电电压等。
同时，在设计锂电池组充电管理电路时，需要考虑到充电过程中的温度控制、保护电路、监控和充电方案选择等因素。
二、锂电池组充电管理电路的设计流程及要点在设计锂电池组充电管理电路时，需要按照一定的流程进行设计。
首先，确定锂电池组的类型、个数和容量。
其次，根据锂电池的特性和要求选择适当的充电管理电路方案。
在设计锂电池组充电管理电路时，需要考虑到以下几个要点。
首先，安全是设计的重要因素之一。
要考虑锂电池的特点，包括温度控制、保护电路的结构、电路的泄漏电流等。
其次，锂电池组的充电电流和充电时间应该在可接受的范围内。
最后，为了确保锂电池组充电管理电路的可靠性和稳定性，还需要对电路进行调试和测试。
三、锂电池组充电管理电路的常见问题及解决方案在锂电池组充电管理电路的设计和使用过程中，经常会出现一些问题。
其中，最常见的问题包括温度控制不当、过充和过放、电池均衡和充电器质量差等。
针对这些问题，需要采取一些措施，以保证电池的正常使用。
针对温度控制不当，可以通过控制充电器的充电电流和充电时间来减少温度升高的影响。
同时，使用温度传感器和控制电路来监测电池组的温度，以避免过热和过冷的情况出现。
针对过充和过放问题，需要使用电池保护电路和电池均衡器。
磷酸铁锂电池充电电路的设计及实验分析[1]
![磷酸铁锂电池充电电路的设计及实验分析[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/5dd58a51ad02de80d4d840a5.png)
综合前面所述的磷酸铁锂电池特性， 本文采用线性充 电的方式来设计磷酸铁锂电池的充电电路。 线性充电方式 就是在锂电池充电的各个阶段， 通过调整外部调整管 （功 率晶体管）， 以合适的电流给电池充电， 该方式的优点在 于具有限流功能， 不需要外部限流配适器 ［1］。 图 1 是以线 性充电的方式的原理图和充电电压变化曲线示意图。
图 2 核岛主设备－蒸汽发生器 3） 再次 ， 设 计 部 门 和 工 艺 部 门 具 备 了 信 息 融 合 的 条 件， 设计部门的三维模型可为工艺部门数控编程提供支持。 4） 最 后 ， CAD ／ CAM 系 统 为 今 后 企 业 级 的 信 息 整 合 （PDM） 打下了良好的基础和铺垫。
图 1 线性充电原理图和充电曲线
图 2 是按照线性充电方式来设计的单个磷酸铁电池充 电电路图， 其中包括保护电路。
以上充电电路的主要部分是电源控制芯片 CN3060 ［2］， 它是专门为单个磷酸铁锂电池而设计的线性充电芯片， 利 用内部的功率晶体管对电池进行恒流和恒压充电。
当 电 池 电 压 检 测 输 入 端 （FB） 的 电 压 低 于 2．05V， 充 电电路用小电流对电池进行预充电， 以保护电池。 当电池
设 计 电 路 的 过 流 保 护 为 1．5A， 保 护 IC 的 内 置 电 压 是
150mV ±30mV， 则 所 需 要 的 功 率 管 MOSFET 的 导 通 电 阻
RDS（ON） 为 ：
R ＝ DS（ON）
VCSI （2×I）
＝
150 （2×1．5）
＝ 50mΩ。
通过以上计算， 选择功率管 MOSFET 的导通电阻 RDS（ON） 为 50mΩ 左 右 。 选 用 场 效 应 管 AO4405 来 实 现 ， 该 场 效 应
系统设计组-磷酸铁锂动力电池组快速充电系统的研究报告
系统设计组磷酸铁锂动力电池组快速充电系统的研究摘要本文根据电动汽车充电要求，选用三相电流型PWM整流器拓扑作为主电路，并对三相电流型PWM整流器的SPWM间接电流控制算法进展理论推导。
完成了三相充电装置主电路的硬件设计，搭建了实验平台，软件调试通过基于模型的嵌入式代码生成的设计实现；完成了开环和闭环实验，实现了功率因数校正；对磷酸铁锂电池组进展了不同电流充电实验，实验结果显示该方法可以输出任意给定的充电电流，实现了电动汽车电池组的快速充电。
ABSTRACTAccording to the actual needs, choose 3-Phase PWM Current Source Rectifier (CSR) topology as mainly power circuit. Analyzed and pared several major control method of3-Phase CSR，and mainly researched the SPWM ternary logic and control methods detailed.pleted a three-phase current source rectifier main circuit hardware design and builtthe e*perimental platform, the software debuggingimplemented based on the modular design.pleted the open and closed loop e*periments, achieving power factor correction.A group of Lithium iron phosphate batteries has been charged by different current, e*perimental results showed that this method can achieve constant current , realize the electric car batteriesrapid charging.1 引言现在开展电动汽车是解决能源危机和环境污染的最正确方案之一。
磷酸铁锂电池在变电站直流电源系统的设计及应用方案研究
磷酸铁锂电池在变电站直流电源系统的设计及应用方案研究发布时间：2021-08-19T06:28:16.533Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第10期作者：蔡雨桐[导读] 磷酸铁锂电池具有能量密度高、大电流放电能力强、温度特性好、循环寿命长、安全性较好、绿色环保、维护工作量小等优点，被视为铅酸蓄电池的理想代替品。
蔡雨桐福州大学 350003摘要：磷酸铁锂电池具有能量密度高、大电流放电能力强、温度特性好、循环寿命长、安全性较好、绿色环保、维护工作量小等优点，被视为铅酸蓄电池的理想代替品。
关键词：磷酸铁锂电池；变电站；直流电源系统；设计；应用1 概述变电站直流系统拥有独立蓄电池组作为后备电源，它们平时处于备用状态，当交流电故障失电时，直流电源迅速向事故性负荷供电，同时为停电时的自动控制装置、保护装置、信号及通信等负荷供电。
直流系统是否可靠对变电站的安全运行起着至关重要的作用，安全可靠的直流系统是变电站安全可靠运行的重要保证。
近年来，锂离子电池，尤其是磷酸铁锂电池得到了迅猛的发展和广泛的应用。
磷酸铁锂电池具有能量密度高、大电流放电能力强、温度特性好、循环寿命长、安全性较好、绿色环保、维护工作量小等优点，被视为铅酸蓄电池的理想代替品。
随着磷酸铁锂电池在储能站、电动汽车等领域广泛应用，其技术水平逐渐提高、设备安全性大幅提升、工程造价逐步降低，越发迎合国家电网提质增效的需求。
随着国家电网智能化的推进，需要大力发展新型高效节能、先进环保、资源循环利用技术和装备，以提高电网技术装备水平。
因此，本专题对智能变电站采用磷酸铁锂蓄电池直流系统配置问题进行分析研究，提出适用于智能变电站的磷酸铁锂蓄电池直流系统设计方案。
2 磷酸铁锂电池特性分析2.1 磷酸铁锂电池工作原理磷酸铁锂电池基本都由五大部件组成:正极、负极、隔膜(铅酸电池称为隔板或隔栅)、电解液和外壳，其中正负极由参加电化学反应的活性物质和导电粘结等材料组成，是电池的核心部分。
动力锂电池组充电管理电路设计
得 良好的效果，有效的延长动力锂 电池组 的使 用寿命 ，提高其工作性能 ，对其充电的一致性进行 了有效的改善 。
【 关键词 】 动力锂 电池组；充电管理 ；电路设计
当前 很多世 界 先进 国家都 已经开 始开 发并使 用 以 电 能作 为动 力能源 的汽 车 。在动 力 电能 的电池选 择方面 ， 动力 锂 电池可 以重 复多 次充 电，具 有较 强的使 用寿命 ，
些单体 或者 电池组 中回馈单体 之 间的偏差 能量 ，这主 要
题 ，对动力锂 电池 的充 电管理 电路进行 了设计 。
２ 选择合适的锂电池组充电方案
２ ． １ 单节动 力锂 电池充 电的具体要 求 恒 流充 电是 对单 节锂 电池充 电的基 本 要求 ，也就 是
是通过 能量 转换器 来实 现的 。能耗 型管理方 案指 的是将
异 ，导致在 整个动 力锂 电池 组 中连续 的充放 电循 环会造 成一 定的差 异 ，从而加速 了一部分单 节锂 电池 的容量 衰
１ 动力锂 电池组充电管理电路设计的必要性
设 计 动 力锂 电池 组 的 充 电管 理 电路 的 目的在 于 解
减 速度 。单 体 电池 的最 小容量 直接 决定 了串联 电池组 的
容量 ，如果 一部分 单体锂 电池 的容量 衰减 过快 ，就会造
成 整 个 电池 组 的 使 用 寿 命 减 少 。
决 电池 组充 电不平 衡 的问题 ，从而 对动力 锂 电池组 的充 电进 行均 衡管 理 。在 现有 的新 型动 力技术 的基 础上 ，必 须对 锂 电池进 行 串联 ，才 能满 足相 应 的电压 需求 ，电池 在 出厂 时具有基 本 一致 的 内阻和 电压 ，但 是每 个 电池经 过 一定 的使用 之后 都会产 生单 体性 能 的差 异性 。这 就需
磷酸铁锂电池管理系统的设计与实现
磷酸铁锂电池管理系统的设计与实现随着电动汽车的普及，电池管理系统也成为了越来越受关注的话题。
其中，磷酸铁锂电池作为一种高性能、长寿命的电池，在电动汽车中得到了广泛应用。
而磷酸铁锂电池管理系统的设计与实现，则是保障电池安全性和稳定性的重要一环。
本文将详细介绍磷酸铁锂电池管理系统的设计与实现。
一、磷酸铁锂电池概述磷酸铁锂电池是一种锂离子电池的一种，由正极材料、负极材料和电解液组成。
磷酸铁锂电池的优势在于其高安全性、高功率、高耐久性和低污染性。
与其他电池相比，磷酸铁锂电池的寿命更长、稳定性更好。
二、磷酸铁锂电池管理系统的功能磷酸铁锂电池管理系统是一种监控、保护电池的系统，具有以下主要功能：1、监测电池状态通过对电池电压、温度、电流等参数的实时监测，来了解电池的状态，判断是否需要进行充电或放电操作。
2、保护电池安全磷酸铁锂电池存在着过充、过放、过流等安全问题，管理系统会在电池出现这些问题时发出报警信号，及时采取措施保护电池。
3、平衡电池电量在电池组中，由于电池的不同使用情况，不同电池的电量会出现差异，管理系统将通过平衡模块来平衡各个电池的电量，保证整个电池组的稳定性和寿命。
4、实现充放电控制管理系统可以实现对电池的充放电控制，调节电池电压、电流、功率等参数，以充分利用电池能量，延长电池寿命。
三、磷酸铁锂电池管理系统设计针对磷酸铁锂电池的特点，磷酸铁锂电池管理系统的设计首先需要确定电池组的参数。
电池组的参数包括电池数量、单体电池电压、容量、充放电率等参数。
在确定好电池组的参数后，设计人员应根据电池组的参数确定监测电压、温度、电流等参数的传感器，并设计平衡模块、保护模块、控制模块、通信模块等。
1、传感器的选择磷酸铁锂电池的单体电池一般电压在3V左右，因此设计中需选用直接对单体电池电压进行测量的传感器，比如基于电容式或电阻式原理的传感器。
对于电池组中的电流，可以选用霍尔传感器或直接使用电池管理芯片对电流进行测量。
磷酸铁锂动力电池组的主动均衡电路设计与控制策略
（ １ ． 北京 交通 大 学 电气 工程 学院 ， 北京 １ ０ ０ ０ ４ ４ ； ２ ． 毕 节添钰 动 力科技 股份 有 限公 司 贵 州 毕 节 ５ ５ １ ７ ０ ０ ）
摘要 ： 针 对单 体 电池 的差异 而 引起 的 电池 效 率及 寿命 等 问题 ， 提 出了一种 基 于磷 酸铁 锂 电池 的 主动
均 衡 电路设 计及 其控 制 策略 。采 用 恒流 源 充 电式主 动 均衡 方式 。 设 计 了基 于 Ｂ ｕ ｃ ｋ电路 的 Ｄ Ｃ ／ ＤＣ恒 流 源 ，使 用 Ｄ Ｓ Ｐ数 字 Ｐ Ｉ 控制 Ｐ ＷＭ 波 来 实现恒 流 源 充 电电流稳 定 ， Ｄ Ｓ Ｐ通过 Ｃ Ａ Ｎ通信 控 制 继 电 器 闭合 来 实现 对 欠 电压 电池 充 电。继 电器作 为 开关 器件 并设计 了继 电器粘连 检 测 电路 。针 对 均衡模 型
采 用 ＭＡ Ｔ Ｌ ＡＢ ／ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ进 行 仿真 分 析 ， 验 证 均衡 控 制原 理 的 可行 性 。在 车载 实验 中 ， 成 功 地 实现 了 对 １ ０ ５节磷 酸铁 锂 电池 的均衡 控 制 ， 保 证 了较 好 的一致 性 ， 从 而提 高 了电池组 的 续航 能 力 ， 达 到 了高
ｐ ｈｏ ｓ ｐ ｈａ ｔ ｅ ｐｏ ｗｅ ｒ ｂａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｙ ｇ ｒ ｏ ｕｐ
ＺＨＡＯ Ｎａ ， Ｗ ＡＮＧ Ｙａ ｈ １ ， ２ ＹＩ Ｎ Ｔｉ ａ ｎ— ｍｉ ｎ ｇ ￣ ， ＺＨＡＯ Ｌｉ — ｙ ｏ ｎｇ
（ １ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆＥ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｂ ｅ ￣ ｉ ｉ ｎ ｇ Ｊ ｉ ａ ｏ ｔ ｏ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ４ ４， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ． Ｂ ｑ ｉ ｅ Ｔ ｉ ａ ｎ ｙ ｕ
磷酸铁锂储能离子电池管理系统的应用研究
磷酸铁锂储能离子电池管理系统的应用研究摘要本文针对磷酸铁锂离子电池的应用现状和发展前景进行了简单综述﹐在研究磷酸铁锂电池理论及实际应用的基础上，介绍了电池的种类、市场优势、应用领域以及建立储能电池管理系统的趋势必要性﹐并通过精心设计了一种适合磷酸铁锂离子电池组的储能电池管理系统。
电池组管理系统是储能电池保护和管理的核心组成部分,本文中的储能电池管理系统采用模块化设计,主要包括电池堆管理系统，电池簇管理系统，电池管理单元，电流、电压和温度采集模块，高压盒等功能模块。
通过实验室性能测试，证明了此储能电池管理系统具有非常高的测量精度，同时具有较好的耐湿热性能以及绝缘耐压性能，表明该电池管理系统具有较高的可行性和安全性，在市场上具有一定的竞争力，为建立可靠、安全、智能化储能电池管理系统提供了一种新的设计思路。
关键词磷酸铁锂;电池组﹔管理系统﹔电流；离子电池中图法分类号 TK018；文献标志码 AApplication research of lithium iron phosphate energy storage ion battery management systemZHU Kui1, SUN Bing-xia2*（1.Zhongke Supercomputing Technology Co., Ltd, Shen zhen 518000, China; 2.Vocational and Technical College, Shen zhen 518000, China）[Abstract] This paper briefly reviews the current situation and development prospects of the application of lithium iron phosphate batteries, and on the basis of studying the theory and practicalapplication of lithium iron phosphate batteries, introduces the types, market advantages, application fields and the trend necessity of establishing an energy storage battery management system, andcarefully designs an energy storage battery management system suitable for lithium iron phosphate battery packs.Battery pack management system is the core component of energy storage battery protection and management, the energy storage battery management system in this paper adopts modular design, mainly including battery stack management system, battery cluster management system, battery management unit, current, voltage and temperature acquisition module, high voltage box and other functional modules. According to laboratory performance tests, it is proved that this energy storage battery management system has very high measurement accuracy, and has good moisture and heat resistance and insulation voltage resistance, which shows that the battery management system has high feasibility and safety, and has certain competitiveness in the market, which provides a new design idea for the establishment of a reliable, safe and intelligent energy storage battery management system.[Keywords] lithium iron phosphate; Battery pack, management system, current; Ion batteries1.引言随着全球经济不断发展，不可再生能源的日益紧缺，石油资源已表现出供不应求和价格高涨的现象。
动力磷酸铁锂电池充电电源的研制
动力磷酸铁锂电池充电电源的研制摘要：基于LPC936微控制器，采用高频开关电源技术设计了一款输出电压电流可调的智能充电电源，并根据磷酸铁锂电池充电过程的电化学特性，提出了改进型的磷酸铁锂电池恒压恒流充电方法。
实验结果证明，该充电电源可按预置的给定充电曲线自动控制充电过程，充电过程电池温升低。
该充电电源具有体积小、免维护和高效节能等优点。
关键词：磷酸铁锂电池；充电方法；LPC936；开关电源；增量式PI由于锂电池[1]具有电压高、体积小、自放电小、无污染、无记忆效应、质量轻和循环寿命高等优点，锂电池将在今后的动力电池市场上占有越来越大的市场份额。
锂电池中的磷酸铁锂电池在最近几年逐渐成为动力电池和备用电源的主要应用电池。
相比于其他动力电池，磷酸铁锂电池具有很大的优势，并且已经得到了很广的生产和应用，就目前而言，其被认为是未来电动车最理想的动力电池。
因此，对磷酸铁锂电池充电特性研究，并基于此设计开发的磷酸铁锂电池充电电源具有很高的市场价值。
1 磷酸铁锂电池充电方法电池充电是一个非常复杂的过程，其复杂性主要表现在其多变量、非线性时变和离散性。
影响磷酸铁锂电池充电特性的因素很多，如活性物质活度、电池初始荷电状态、温度、电池使用历史、电池极化现象和充电电流大小等。
充电方法[2]的研究在电池研究领域占有很重要的地位。
对于水溶液电解质蓄电池，传统的充电方法有：恒流充电、恒压充电、恒压限流、恒流限压和恒流恒压充电等，还有一些新型的充电方法，如分段充电、电压间歇充电和正负脉冲充电等。
目前，市面上的磷酸铁锂电池充电电源常规的充电方式有恒压充电和恒流限压充电两种。
恒压充电要严格定义充电电压，电压过低会导致电池充不满电，过高则会使得初期充电电流过大，初期充电电流不宜超过0.3 C（C为蓄电池的额定容量）。
恒流限压充电，初期以恒定的电流充电，当端电压达到一定值时，改为恒压充电，恒流阶段电流过低，则会导致充电时间延长，时效低，电流过大，对于过放电的电池将会导致严重的损害。
系统设计组-磷酸铁锂动力电池组快速充电系统的研究
系统设计组学校：重庆大学题目：磷酸铁锂动力电池组快速充电装置的研究核心处理器名称： TMS320F2808指导教师：刘和平参赛队成员名单（含个人教育简历，手机号码和电子邮件地址）：郭强，研究生，重庆大学，电气工程学院，134********，*******************曾启才，研究生，重庆大学，电气工程学院，187******** ，*****************.cn张煜欣,研究生，重庆大学，电气工程学院，136********，*********************According According to to to the the the actual actual actual needs, needs, needs, choose choose choose 3-Phase 3-Phase 3-Phase PWM PWM PWM Current Current Current Source Source Source Rectifier Rectifier (CSR) (CSR) topology topology topology as as as mainly mainly mainly power power power circuit. circuit. circuit. Analyzed Analyzed Analyzed and and and compared compared compared several several several major major control method of 3-Phase CSR ，and mainly researched the SPWM ternary logic and control methods pleted a three-phase current source rectifier main circuit RR RCL L nCa v Cb v Ccv a i b i ci L sa i sb i sci ae b e ce dc R dcL dci 'bS 'a S 'c S aS bS cS 三相电压检测DSP F2808控制器传感器DEdc i *dci *dc U dcU dcU IPM 驱动a Sb S 'a Sc S 'c S 'b SLCav sai C ai aE -v saI CaCav gaI qq g -ïï=ïîa Caa Ca E v I I mI +-dci dci *PImg计算sin tw 并生成调制波S根据主电路的选取原则和仿真结果，选择主电路参数如下：根据主电路的选取原则和仿真结果，选择主电路参数如下：交流侧三相线电压为38V 38V，交流侧电感选用，交流侧电感选用0.11mH 0.11mH，滤波电容选用，滤波电容选用11m F 的无感电容，直流侧电感选用4mH 4mH，开关频率，开关频率12.2kHz 12.2kHz。
磷酸铁锂电池单体及成组的等效电路模型研究
·技术交流·磷酸铁锂电池单体及成组的等效电路模型研究①刘重强（广州高澜节能技术股份有限公司，广东广州 ５１０６６３）摘要：通过等效电路模型建立并联、串联及混联电池组建模仿真，详细分析了单体容量、内阻、ＳＯＣ等不一致条件下电池模块的电行为。
建立了磷酸铁锂电池模块电热耦合仿真模型，通过仿真发现若电芯间存在内阻、容量、初始ＳＯＣ等不一致性时，并联逻辑单体内各电芯将存在电流分配不均，严重时可导致某电芯过流、过热等问题，易引发电池热失控。
因此在系统拓扑中采用电芯串联成模块，再由模块串联成簇，各电池簇间在交流侧并联的拓扑策略，以实现电流分配一致性。
关键词：磷酸铁锂电池；等效电路；仿真；模型中图分类号：ＴＭ９１２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－７９２３（２０２０）０４－０１７１－０８Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｍｏｄｅｌ ｏｆ Ｓｉｎｇｌｅ ａｎｄ Ｇｒｏｕｐｏｆ Ｌｉｔｈｉｕｍ Ｉｒｏｎ Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ ＢａｔｔｅｒｙＬＩＵ Ｃｈｏｎｇ－ｑｉａｎｇ（Ｇｏａｌａｎｄ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｔｅｃｈ．Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，５１０６６３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｃｉｒｃｕｉｔ ｍｏｄｅｌ，ｔｈｅ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｎｄ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｐａｒａｌｌｅｌ，ｓｅｒｉｅｓ ａｎｄｈｙｂｒｉｄ ｂａｔｔｅｒｙ ｐａｃｋ ａｒｅ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ｂａｔｔｅｒｙ ｍｏｄｕｌｅ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｉｎｃｏｎ－ｓｉｓｔｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｍｏｎｏｍｅｒ ｃａｐａｃｉｔｙ，ｉｎｔｅｒｎａｌ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ａｎｄ ＳＯＣ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ．Ｔｈｅ ｅｌｅｃ－ｔｒｉｃ ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｌｉｔｈｉｕｍ ｉｒｏｎ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｂａｔｔｅｒｙ ｍｏｄｕｌｅ ｉｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｉｔ ｉｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｉｆ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｃａｐａｃｉｔｙ，ｉｎｉｔｉａｌ ＳＯＣ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｉｎ－ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｉｅｓ ｅｘｉｓｔ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｃｅｌｌｓ，ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｅａｃｈ ｃｅｌｌ ｉｎ ｔｈｅ ｐａｒａｌｌｅｌ ｌｏｇｉｃ ｕｎｉｔｗｉｌｌ ｂｅ ｕｎｅｖｅｎ，ｗｈｉｃｈ ｍａｙ ｌｅａｄ ｔｏ ｏｖｅｒ－ｃｕｒｒｅｎｔ，ｏｖｅｒｈｅａｔｉｎｇ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ａ ｃｅｌｌ，ｗｈｉｃｈｍａｙ ｅａｓｉｌｙ ｌｅａｄ ｔｏ ｔｈｅｒｍａｌ ｒｕｎａｗａｙ ｏｆ ｔｈｅ ｂａｔｔｅｒｙ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｉｎ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｔｏｐｏｌｏｇｙ，ｔｈｅ ｃｅｌｌｓ ａｒｅｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｉｎ ｓｅｒｉｅｓ ｉｎｔｏ ｍｏｄｕｌｅｓ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｍｏｄｕｌｅｓ ａｒｅ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｉｎ ｓｅｒｉｅｓ ｔｏ ｆｏｒｍ ａ ｃｌｕｓｔｅｒ．Ｔｈｅ ｂａｔｔｅｒｙ ｃｌｕｓｔｅｒｓ ａｒｅ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｉｎ ｐａｒａｌｌｅｌ ｏｎ ｔｈｅ ＡＣ ｓｉｄｅ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｅ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ ｏｆ ｃｕｒｒｅｎｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｌｉｔｈｉｕｍ ｉｒｏｎ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｂａｔｔｅｒｙ；Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｃｉｒｃｕｉｔ；Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；Ｍｏｄｅｌ１ 引言锂离子电池成组优化应用的研究是基于锂离子单体电池建模与分析，因此单体电池模型的仿真精度决定了电池组模型的精度。
基于单片机的磷酸铁锂电池充电电路设计 毕业论文
基于单片机的磷酸铁锂电池充电电路设计摘要磷酸铁锂电池，全程磷酸铁锂锂离子电池，作为重要组成部分的车用动力电池，目前已经引起学术界、产业界和投资界的高度关注。
而磷酸铁锂电池如此火热的同时，相应的充电电路却由于种种原因暂未得到大规模普及应用。
这里就提出一种设计方案，能解决同时对16路单节磷酸铁锂电池进行充电，每一路可完成自动检测，自充电，给出电池是否正常的指示。
其主控芯片为ATmega16单片机，ATmega16速度快、片上资源丰富、驱动能力强、自带8路10位AD转换模块，能够满足系统的控制要求。
同时，电路还利用热敏电阻对电池组进行温度采样监控，当温度过高时，报警、并断开所有电池充电电源，保证充电电路和电池组的安全。
关键词：磷酸铁锂，充电控制，A VR单片机AbstractLithium iron phosphate batteries, whose whole name is lithium iron phosphate lithium-ion battery, has caused great concern in academia, industry and the investment community, as an important part of the car’s power battery. As the popular time of lithium iron phosphate batteries, the charging circuit have not yet to get mass adoption application for various reasons.Here we proposed a design to solve that charge 16 single-cell lithium iron phosphate battery the same time, and each road can be completed by the automatic detection, and giving the normal instructions of the battery. ATmega16 microcontroller ,as the main chip, with resource-rich on-chip drive capability, and 10 8-channel AD converter, is able to meet the control requirements of the system. The charging circuit can sample the battery pack with the help of the thermistor to monitor the temperature too. When the temperature is too high, the charging circuit warning, and disconnect all battery charging power supply, to ensure the safety of the charging circuit and battery pack.Keywords：Lithium iron phosphate, Charge control, A VR microcontroller目录1 前言 (1)1.1磷酸铁锂电池充电电路简介 (1)1.2充电电路的发展现状 (1)1.2.1充电电路国内外市场现状 (1)1.2.2充电器的发展方向 (2)1.3本设计的主要任务 (2)2 磷酸铁锂电池充电电路的方案 (2)2.1 充电电路的工作原理 (3)2.1.1 磷酸铁锂电池简介 (3)2.1.2 磷酸铁锂电池的充电特性 (4)2.1.3 磷酸铁锂电池对充电电路的性能要求 (4)2.2 充电电路的设计 (5)2.2.1 AVR单片机介绍 (5)2.2.2 充电控制电路流程控制 (6)2.3 可能遇到的难点以及应对解决方案 (7)3 磷酸铁锂电池充电电路设计 (8)3.1 AVR单片机供电电源部分设计 (8)3.2 AD转换采样部分设计 (8)3.2.1 重要原件介绍 (9)3.2.2 单路电池电压采样的工作原理 (9)3.2.3 多路电池电压采样的工作原理 (10)3.3 液晶屏1602显示部分 (11)3.4 恒流恒压切换部分设计 (11)3.5 过热保护部分 (12)4 AVR单片机软件设计要求 (12)4.1 AVR单片机程序设计要求 (13)4.2 AVR单片机程序流程图 (13)4.3 模块化的程序 (14)4.3.1 AD采样子程序 (15)4.3.2 液晶显示子程序 (15)4.3.3 延时子程序 (15)4.3.4 保护电路 (16)5 结束语 (16)致谢 (16)参考文献 (17)1 前言1.1磷酸铁锂电池充电电路简介近年来，随着石油资源成本价格的日益上涨，电动汽车的发明为解决传统能源危机问题应运而生，电动汽车行业的发展可谓风起云涌，而作为重要组成部分的车用动力电池，已经引起学术界、产业界和投资界的高度关注。
浅析动力锂电池组的充电管理电路设计问题
浅析动力锂电池组的充电管理电路设计问题王曦【摘要】随着我国经济的发展,对环保的要求越来越高,发展清洁无污染的电动交通工具变得迫切而必要,电动车类的出现解决了车辆的尾气污染问题,电池管理系统是电动车的重要技术之一,锂离子电池由于自身独特的优势能为重要的动力电池.本文主要探讨动力锂电池组的充电管理电路设计问题.【期刊名称】《电子世界》【年(卷),期】2016(000)013【总页数】1页(P83)【关键词】动力锂电池组;充电管理;电路设计【作者】王曦【作者单位】天津力神电池股份有限公司【正文语种】中文现代科学技术不断进步，人们的生活水平不断提高，环保观念深入人心，新型能源越来越受到人们的关注并且成为各国研究的焦点。
电能无疑是应用最广泛的动力能源，锂电池是动力电能的首选，锂电池的优势很多，包括寿命长、没有记忆效应、较高的能量体积比和质量比等。
锂电池组充电中具有不平衡性，动力电池的充电技术是目前需要解决的问题。
过去我们熟知的传统电池主要由电解液和正负极组成，常见的主要是蓄电池和一次性电池。
蓄电池有镍氢电池、铅酸电池等，一次性电池又称原电池，有碱锰电池、锰干电池等。
锂电池有锂离子蓄电池和锂原电池，一般手机等使用的多是锂离子蓄电池。
锂电池在正负极之间移过来移过去，又称摇椅电池，锂离子在充电时从氧化物正极迁移，利用有机电解液传导进入负极，放电的时候从负极迁移向正极迁移，就像摇动的椅子。
在正常充电的情况下，一般不会引起晶体的破坏，锂电池正极和负极的材料不会发生质变。
单体锂离子电池的工作电压比较高，一般高达3.6V到3.8V之间。
锂离子电池的容量大，使用寿命比较长，循环次数至少500次。
在所有的金属中，作为电池的材料，锂的重量是最轻的，同时能够提供高电压以及高能量密度。
锂离子电池具有很好的环保效用，没有对环境有重大污染的，类似铅和汞的材料，而且没有记忆效应［1］。
单节动力锂电池充电需要电流一定，保持恒流充电。
电压在充电过程中会不断升高，当达到额定电流的上限，一般是3.8V到4.2V之间的电压上限，充电时便改用恒压充电，不再使用恒流充电。
磷酸铁锂动力电池充电管理方案 太阳能锂电管理芯片方案
磷酸铁锂动力电池充电管理方案◆ZS6091是可以对单节磷酸铁锂电池进行恒流/恒压充电管理的集成电路。
该器件内部包括功率晶体管，不需要外部的电流检测电阻和阻流二极管。
ZS6091只需要极少的外围元器件，非常适合于便携式应用的领域。
热调制电路可以在器件的功耗比较大或者环境温度比较高的时候将芯片温度控制在安全范围内。
内部固定的恒压充电电压为3.6V，也可以通过一个外部的电阻调节。
充电电流通过一个外部电阻设置。
当输入电压（交流适配器或者USB电源）掉电时，ZS6091自动进入低功耗的睡眠模式，此时电池的电流消耗小于3微安。
其它功能包括输入电压过低锁存，自动再充电，电池温度监控以及充电状态/充电结束状态指示等功能。
ZS6091采用散热增强型的8管脚小外形封装(SOP8)。
【概要】ZS6092 是PWM 降压模式锂电池或磷酸铁锂电池充电管理集成电路。
【介绍】ZS6092独立对单节或多节锂电池或磷酸铁锂电池充电进行自动管理，具有封装外形小，外围元器件少和使用简单等优点。
ZS6092 具有恒流和恒压充电模式，非常适合锂电池或磷酸铁锂电池的充电。
在恒压充电模式，恒压充电电压由外部电阻分压网络设置；在恒流充电模式，充电电流通过一个外部电阻设置。
对于深度放电的电池，当电池电压低于所设置的恒压充电电压的66.7%时，ZS6092用所设置的恒流充电电流的15%对电池进行涓流充电。
在恒压充电阶段，充电电流逐渐减小，当充电电流降低到外部电阻所设置的值时，充电结束。
在充电结束状态，如果电池电压下降到所设置的恒压充电电压的91.1%时，自动开始新的充电周期。
当输入电源掉电或者输入电压低于电池电压时，ZS6092自动进入低功耗的睡眠模式。
其它功能包括输入低电压锁存，电池温度监测，电池端过压保护和充电状态指示等。
太阳能锂电充电管理芯片：ZS6073ZS6073是可以用太阳能板供电的单节锂电池充电管理芯片。
该器件内部包括功率晶体管，应用时不需要外部的电流检测电阻和阻流二极管。