Smart Battery锂离子电池管理系统
动力电池管理系统硬件设计电路图
动力电池管理系统硬件设计电路图 电动汽车是指全部或部分由电机驱动的汽车。目前主要有纯电动汽车、混合电动车和燃料电池汽车3种类型。电动汽车目前常用的动力来自于铅酸电池、锂电池、镍氢电池等。 锂电池具有高电池单体电压、高比能量和高能量密度，是当前比能量最高的电池。但正是因为锂电池的能量密度比较高，当发生误用或滥用时，将会引起安全事故。而电池管理系统能够解决这一问题。当电池处在充电过压或者是放电欠压的情况下，管理系统能够自动切断充放电回路，其电量均衡的功能能够保证单节电池的压差维持在一个很小的范围内。此外，还具有过温、过流、剩余电量估测等功能。本文所设计的就是一种基于单片机的电池管理系统。 1电池管理系统硬件构成 针对系统的硬件电路，可分为MCU模块、检测模块、均衡模块。 1.1MCU模块 MCU是系统控制的核心。本文采用的MCU是M68HC08系列的GZ16型号的单片机。该系列所有的MCU均采用增强型M68HC08中央处理器(CP08)。该单片机具有以下特性： (1)8MHz内部总线频率；(2)16KB的内置FLASH存储器；(3)2个16位定时器接口模块；(4)支持1MHz～8MHz晶振的时钟发生器；(5)增强型串行通信接口(ESCI)模块。 1.2检测模块 检测模块中将对电压检测、电流检测和温度检测模块分别进行介绍。 1.2.1电压检测模块 本系统中，单片机将对电池组的整体电压和单节电压进行检测。对于电池组整体电压的检测有2种方法：(1)采用专用的电压检测模块，如霍尔电压传感器；(2)采用精密电阻构建电阻分压电路。采用专用的电压检测模块成本较高，而且还需要特定的电源，过程比较复杂。所以采用分压的电路进行检测。10串锰酸锂电池组电压变化的范围是28V～42V。采用3.9M?赘和300k?赘的电阻进行分压，采集出来的电压信号的变化范围是2V～3V，所对应的AD 转换结果为409和*。 对于单体电池的检测，主要采用飞电容技术。飞电容技术的原理图如图1所示[2]，为电池组后4节的保护电路图，通过四通道的开关阵列可以将后4节电池的任意1节电池的电压采集到单片机中，单片机输出驱动信号，控制MOS管的导通和关断，从而对电池组的充电放电起到保护作用。
锂电池管理系统(BMS)项目商业计划书(模板)
某锂电池管理系统（BMS）项目 商业计划书 项目名称：某锂电池管理系统（BMS）项目商业计划书
【引言】 《某锂电池管理系统(BMS)项目商业计划书》充分地展示了公司的基本情况、产品与技术、行业及市场分析、竞争对手分析、商业模式、运营策略、公司战略、公司管理、融资计划、财务预测与分析、风险分析及控制等内容。该商业计划书无论是用于寻找战略合作伙伴、寻求风险投资资金或其他任何投资信贷来源均能够做到内容完整、意愿真诚、基于事实、结构清晰、通俗易懂。该商业计划书准确把握行业市场现状和发展趋势、项目商业模式、项目运营策略、公司战略规划、财务预测等基本内容，深度分析了项目的竞争优势、盈利能力、生存能力、发展潜力等，充分体现项目的投资价值。 【项目简介】 某锂电池管理系统(BMS)项目，项目提供动力锂电池系统全面管理解决方案，目前已形成新能源汽车动力电池管理系统和传统燃油汽车启停电源管理系统两大系列产品。拥有绝缘检测技术、继电器控制及诊断技术、均衡技术、SOC算法技术、SOP算法技术、其他算法技术等核心技术，本项目本轮融资1000万元，项目预计于2015年6月开始实施。
【市场行业分析】 根据中国汽车工业协会、工信部机动车整车出厂合格证统计数据分析，新能源汽车的产销量从2014年开始便体现出快速增长的势头。据中国汽车工业协会统计，2014年我国新能源汽车产销量分别为7.85万辆和7.48万辆，分别同比增长3.5倍和3.2倍;2015年6月，我国新能源汽车生产2.50万辆，同比增长3倍。其中，纯电动乘用车生产1.05万辆，同比增长2倍，插电式混合动力乘用车生产6663辆，同比增长7倍;纯电动商用车生产6218辆，同比增长5倍，插电式混合动力商用车生产1645辆，同比增长148%。 2012年全球电池管理系统(BMS)市场产值成长逾10%，2013年至2015年成长幅度将大幅跃升至25-35%。现阶段不论是整车厂、电池厂、还是相关车电零组件厂均投入电池管理系统(BMS)研发，以求掌握新能源汽车产业的关键技术，由于车厂是电池管理系统的使用
电动汽车锂离子电池管理系统
电动汽车锂离子电池管理系统 研究背景 综合各国的电动汽车研究情况，可以发现共同存在的一个现象，即电池是整个电动汽车研究中出问题最多的部件。在电池生产的过程中，电池必须要经过化成检测工序，即在电池生产过程中需要对电池进行多次充放电才能完成整个电池的生产。所以化成控制系统的性能直接影响着锂电池的技术状态、使用寿命，并决定着放电时对电网的污染程度。为了满足电动汽车的实际运行需求，电池管理系统在功能、可靠性、实用性、安全性等方面都做出了重要努力。 电池管理系统简介： 电池管理系统(Battery Management System，BMS)，电动汽车电池管理系统(BMS)是连接车载动力电池和电动汽车的重要纽带，其主要功能包括:电池物理参数实时监测;电池状态估计;在线诊断与预警;充、放电与预充控制;均衡管理和热管理等。 电池管理系统的应用： 电池管理系统（Battery Management System，BMS）的主要任务是保证电池系统的设计性能：
1）安全性，保护电池单体或电池组免受损坏，防止出现安全事故； 2）耐久性，使电池工作在可靠的安全区域内，延长电池的使用寿命； 3）动力性，维持电池工作在满足车辆要求的状态下。 动力电池的基本概念： （1）电池容量 池容量是蓄电池的一个重要性能参数，它表示在一定放电率、温度、终止电压等的条件下，电池放出的电量。 电池容量用C表示，其单位用安时（Ah）、毫安时（mAh）表示。 （2）充电速率和放电速率 此概念利用电池额定容量和充电时间（放电时间）的比值来表示，可以比较不同电池的充放电速度。 （3）电池的过充 电池的过充即是对电池进行了过度的充电，过充会给电池造成一定的损害。当快接近充电结束的过程时，即电池电量快满的时候，只能用小电流对电池
锂离子电池管理系统-推荐下载
锂离子电池管理系统 动力锂电池管理系统实现对锂电池动力电池组的过充电保护、过放电保护、过流保护和均衡充电等功能。锂离子电池的保护主要包括过充电保护、过放电 保护、过电流及短路保护等。 1电池管理系统功能 1.1过充电保护 对锂离子电池来说，其充电后单节电芯最高电压不得超过规定值，否则电池内的电解质会被分解，使得温度上升并产生气体，降低电芯的使用寿命，严重时甚至会引起爆炸，所以保护电路一定要保证绝对不可过度充电，必须对电池组中每一节电池的端电压进行监控，当电芯的电压超过设定值时，即激活过充电保护功能，由保护电路切断充电回路，中止充电。在电芯电压回归到允许的电压并解除过充锁定模式时，才能停止保护。不同材料的锂离子电池其保护 电压和释放电压都有其不同的规定值。 另外，还必须注意因噪声所产生误动作，为了防止误判和误操作，还要设置过充保护延时，并且延迟时间不能短于噪声的持续时间。当电压持续超过过充检测电压一定时间以上才会触发过充保护。 1.2过放电保护 锂离子电池的过度放电，也会缩短其使用寿命，而且对电池造成的损害往往是不可逆的。为了防止锂离子电池的过放电状态，当锂离子电池电压低于其过放电电压检测点时，即激活过放电保护，中止放电，并将电池保持在低静态电流的待机模式，参数设置类似过充保护。 1.3过电流/短路保护 锂离子电池的最大放电电流有一定限制，过大的放电电流同样会引起锂电 池的不可恢复的损坏，影响其使用寿命。 短路保护这个功能其实是过流保护的扩展，若由于外部短路等原因引起的大电流放电时要立刻停止放电，否则对锂电池本身和外部设备都可能会造成严 重的损害。 过流保护的延时时间一般至少要几百微秒至毫秒，而短路保护的延时时间是微秒级的，几乎是短路的瞬间就切断了回路，可以避免短路对电池带来的巨 大损伤。
BOMS蓄电池智能管理及自动维护系统517
BOMS蓄电池在线监测及自动维护系统 正通BOMS 开创蓄电池免人工维护新时代！！！ 目前蓄电池组的维护主要由人工利用一些智能仪表、设备根据相关规范进行。而且有些维护工作费时费力还容易发生一些安全隐犯。且随着蓄电池组大面积广泛使用，人工维护显然不能满足实际需求，实际中由于蓄电池使用不当或维护不及时导致的安全事故在逐年增加。 无需繁琐的放电容量实验….
无需定期的端电压及温度测量…. 无需定期做均充…. 无需进行内阻检测…. 不用担心容量不足….. 不用担心火灾，爆炸…. 一、产品概述 蓄电池在线监测及自动维护装置集在线监测、异常告警、在线检测及自动维护四大功能于一身。可在线监测蓄电池组的状态及各项参数，及时发现落后电池，进行异常告警，并对电池组的健康状况进行系统评估，提供状态维护、检修建议。同时装置能在线对电池组进行自动维护，确保电池组浮充时保持电压均衡，使每节电池都始终处于最佳活性状态，能有效抑制并消除硫化。具体采用对低于设定浮充电压的单体电池进行阶段性补充充电，夯实单体电池容量的同时提高了蓄电池组的后备时间，并且保证了整组蓄电池中单体电池的电压、容量整体一致性，打破“水桶原理”即使有落后电池存在也不会再影响其他电池性能。同时为日常维护中容量、性能试验提供一个“起点”一致的试验平台，提高了检测精度；此外，小电流脉冲还对落后电池的去硫有很好的效果。 本装置智能化程度高，可以实现在线自动监测、检测及维护，使蓄电池组中的每节单体电池保持最佳活性状态，提高了电池后备时间及运行寿命，及时发现落后电池并自动做相应的维护，极大的减少了人力、物力维护成本，有效的进行节能减排，为使用单位创造很好的经济效益和社会效益。 二、产品功能 1、在线监测功能： 实时监测的蓄电池组的：运行状态，总电压、总电流、、环境温度、单体电压、单体内阻、单体电池负极温度、软连接条压降、电压均衡度、电池组容量、放电可持续时间； 2、自动维护功能： 在蓄电池处于浮充状态时自动巡检各单体电池电压，并针对低于设定浮充电压的电池（长期欠充）进行阶段性补充充电，并对过充电池进行单体放电以解除
我们对动力锂电池组的管理系统
第12届中国北京国际科技产业博览会节能、环保、新能源汽车技术及配套产品推介会报告稿 我们对动力锂电池组的管理系统（BMS） 的认识与看法 公司：深圳市安泰佳科技有限公司 作者：李金印 日期：2009年5月20日
我们对动力锂电池组的管理系统（BMS）认识与看法 （“科博会”报告稿） 一、概述 众所周知，锂电池作动力使用需十几节至几百节的大容量电池串联，其中一节电池若有问题，因安全原因整组电池则不能继续工作，故没有一个功能很强的管理系统是无法推广使用的。但因种种原因，目前国内外市场上尚未见到能达到使用要求满意的产品，故影响锂电池作为动力能源的推广应用。 2006年春我们与国外某知名厂家作该产品的实际演示测试对比，结果该公司的产品远无法达到原订的使用指标要求，在事后交谈中他们也坦诚其无耐。 锂电池虽在特殊条件下有燃烧、爆炸不安全特性存在，但循环使用寿命应是为优的，可是目前国内影响其使用推广的关键问题是使用寿命太短，有的说“低于普通铅酸电池”。如果真是这样，锂电池即危险又短命且价格贵，那还有什么推广价值。我们认为此状况绝非仅是锂电池质量原因，而管理系统功能不完善、不准确及充电技术和充电设备不适应、不配套是关键因素，这也说明管理系统的重要性。我们认为蓄电池中锂电池在目前是最有推广应用价值的，所以，自1999年至今我们投入了大量资金与人力，专门对动力锂电池的管理系统进行研究开发，先后用国内七家多批次电池做了大量的实验。现将我们对管理系统BMS的认识作为意见提供讨论与参考。 二、管理系统BMS应能对每节电池的特征参数进行测算 这项工作确实是困难和复杂的，但应该去做，不了解怎能“管理”。所以，国外对蓄电池机理研究的人至今还很多，他们也给出了一些非常复杂而又不完全相同的数学模型，但采用“类比原理”都可简化成大家熟知的相同“等效”电路
智能型锂电池管理系统(BMS)
智能型锂电池管理系统（BMS） 产品简介 【系统功能与技术参数】 晖谱智能型电池管理系统（BMS），用于检测所有电池的电压、电池的环境温度、电池组总电流、电池的无损均衡控制、充电机的管理及各种告警信息的输出。特性功能如下： 1.自主研发的电池主动无损均衡专利技术 电池主动无损均衡模块与每个单体电芯之间均有连线，任何工作或静止状态均在对电池组进行主动均衡。均衡方式是通过一个均衡电源对单只电芯进行补充电，当某串联电池组中某一只单体电芯出现不平衡时对其进行单独充电，充电电流可达到5A，使其电压保持和其它电芯一致，从而弥补了电芯的不一致性缺陷，延长了电池组的使用时间和电芯的使用寿命，使电池组的能源利用率达到最优化。 2.模块化设计 整个系统采用了完全的模块化设计，每个模块管理16只电池和1路温度，且与主控制器间通过RS485进行连接。每个模块管理的电池数量可以从1～N（N≤16）只灵活设置，接线方式采用N＋1根；温度可根据需要设置成有或无。 3.触摸屏显示终端 中央主控制器与显示终端模块共同构成了控制与人机交互系统。显示终端使了带触摸按键的超大真彩色LCD屏，包括中文和英文两种操作菜单。实时显示和查看电池总电压、电池总电流、储备能量、单体电池最高电压、单体电池最低电压、电池组最高温度，电池工作的环境温度，均衡状态等。 4.报警功能 具有单只电芯低电压和总电池组低电压报警延时功能，客户可以根据自己的需求，在显示界面中选择0S～20S间的任意时间报警或亮灯。 5.完善的告警处理机制 在任何界面下告警信息都能以弹出式进行滚动显示。同时，还可以进入告警信息查询界面进行详细查询处理。 6.管理系统的设置 电池电压上限、下限报警设置，温度上限报警设置，电流上限报警设置，电压互差最大上限报警设置，SOC初始值设置，额定容量，电池自放电系数、充电机控制等。 7.超大的历史数据信息保存空间 自动按时间保存系统中出现的各类告警信息，包括电池的均衡记录。 8.外接信息输出 系统对外提供工业的CANBUS和RS485接口，同时向外提供各类告警信息的开关信号输出。 9.软件应用 根据需要整个系统可以提供PC管理软件，可以将管理系统的各类数据信息上载到电脑，进行报表的生成、图表的打印等。 10.参数标准 电压检测精度：0.5％ 电流检测精度：1％ 能量估算精度：5％
特斯拉电动汽车动力电池管理系统解析(苍松书屋)
特斯拉电动汽车动力电池管理系统解析 1. Tesla目前推出了两款电动汽车，Roadster和Model S，目前我收集到的Roadster 的资料较多，因此本回答重点分析的是Roadster的电池管理系统。 2. 电池管理系统（Battery Management System, BMS）的主要任务是保证电池组工作在安全区间内，提供车辆控制所需的必需信息，在出现异常时及时响应处理，并根据环境温度、电池状态及车辆需求等决定电池的充放电功率等。BMS的主要功能有电池参数监测、电池状态估计、在线故障诊断、充电控制、自动均衡、热管理等。我的主要研究方向是电池的热管理系统，因此本回答分析的是电池热管理系统 (Battery Thermal Management System, BTMS). 1. 热管理系统的重要性 电池的热相关问题是决定其使用性能、安全性、寿命及使用成本的关键因素。首先，锂离子电池的温度水平直接影响其使用中的能量与功率性能。温度较低时，电池的可用容量将迅速发生衰减，在过低温度下（如低于0°C）对电池进行充电，则可能引发瞬间的电压过充现象，造成内部析锂并进而引发短路。其次，锂离子电池的热相关问题直接影响电池的安全性。生产制造环节的缺陷或使用过程中的不当操作等可能造成电池局部过热，并进而引起连锁放热反应，最终造成冒烟、起火甚至爆炸等严重的热失控事件，威胁到车辆驾乘人员的生命安全。另外，锂离子电池的工作或存放温度影响其使用寿命。电池的适宜温度约在10~30°C之间，过高或过低的温度都将引起电池寿命的较快衰减。动力电池的大型化使得其表面积与体积之比相对减小，电池内部热量不易散出，更可能出现内部温度不均、局部温升过高等问题，从而进一步加速电池衰减，缩短电池寿命，增加用户的总拥有成本。 电池热管理系统是应对电池的热相关问题，保证动力电池使用性能、安全性和寿命的关键技术之一。热管理系统的主要功能包括：1）在电池温度较高时进行有效散热，防止产生热失控事故；2）在电池温度较低时进行预热，提升电池温度，确保低温下的充电、放电性能和安全性；3）减小电池组内的温度差异，抑制局部热区的形成，防止高温位置处电池过快衰减，降低电池组整体寿命。 2. Tesla Roadster的电池热管理系统 Tesla Motors公司的Roadster纯电动汽车采用了液冷式电池热管理系统。车载电池组由6831节18650型锂离子电池组成，其中每69节并联为一组（brick），再将9组串联为一层（sheet），最后串联堆叠11层构成。电池热管理系统的冷却液为50%水与50%乙二醇混合物。
中颖电子智能电池管理系统简介
智能电池管理系统简介 中颖电子股份有限公司高级工程师张朋翔 概述 锂离子电池研究始于20世纪80年代，1991年由索尼公司首先推出了民用产品。由于具备能量密度高、体积小、无记忆效应、循环寿命高、自放电率低等诸多优点，锂离子电池目前广泛应用于手机、MP3、笔记本电脑、相机等各种便携式设备。尤其在笔记本供电方面，其优异的高能量优势更是发挥得淋漓尽致。 但是由于能量密度高及特有的化学特性，锂离子电池的安全性和稳定性方面亦存在隐患，如过高温和过充可能会燃烧甚至导致爆炸，过放电可能造成电池本身的损坏。近年来，连续出现的笔记本电脑电池爆炸燃烧事故，导致了全球性的大批量电池召回现象，给生产厂家带来了巨大的经济损失。 为保证电池使用的安全性，在提高电池本身材料性能及加强工艺控制的同时，智能电池管理系统也成为锂离子电池应用研究的重中之重。 智能电池管理系统简介 锂离子电池发展初期，电池管理系统一般只具有检测电池组电压、温度、电流及简单保护等功能。随着锂离子电池应用范围越来越广，应用方式越来越多，对锂离子电池管理系统的要求也越来越高。 智能电池管理系统一般具有如下几个功能：电池组参数采集、剩余电量计算、电池组故障保护、电芯均衡、通信等。
● 电池组参数采集 电池组参数采集主要包括电池组中单体电池电压、系统电流、系统温度的采集，该参数可用于判定电池的剩余电量、故障保护等。 锂离子电池的电压最能体现电池的性能状态，既可以用于过充、过放等故障保护，也可以用于初步估计锂离子电池的剩余电量。系统电流可用于判断是否出现过放或过流，还可以通过对电流与时间的积分，估计电池的剩余电量等。系统温度主要用于防止电池组温度过高，发生安全事故，并对剩余容量计算进行补偿。 电池管理系统的所有算法及保护都是以采集到的电池参数为基础的，因此必须保证数据的精确度。 ● 剩余电量预测 剩余电量是反映电池性能的重要参数，也是主机进行充电、放电的判断依据。剩余电量的准确估算可以保护电池，防止过充、过放的发生，便于客户做出合理的时间安排。当前，剩余电量的检测方式主要有开路电压法、库仑积分法、内阻法、卡尔曼滤波法、混合法等。 开路电压法是目前最简单的方法，根据电池的特性得知，在电池容量与开路电压之间存在一定的函数关系，当得知开路电压时，可以初步估算电池的剩余电量。该方法精度不高，且只适用于静态检测，无法直接用于真实应用。 内阻法利用电池内阻和剩余电量的对应关系，来判定系统的剩余电量。由于锂离子电池组的内阻随工作状态变化明显，不同特性的电芯之间也有差异，该方法的重点是如何能够快速得到当前应用条件下电芯的内阻。如果可以快速进行内阻的自我测量，则可以得到相对准确的剩余容量。 库仑积分法是通过计算电池组电流与时间的积分，计算锂离子电池组充入和放出的电量，再与电池的额定电量比较，从而得出当前的剩余电量。该方法简单、稳定，但必须对电流测量非常准确，否则会出现积累误差。另外，锂离子电池的自放电以及在低温和大电流下其放电效率会变低，都会进一步降低了剩余电量的检测精度。库仑积分法必须定期进行校正。 卡尔曼滤波法是指采用卡尔曼滤波算法，综合考虑电池组循环变化、电池老化、温度等影响，进而得到精准的剩余电量。该算法相对而言最精准，但是算法复杂，又需要足够的实验数据，暂未得到具体的应用。 混合法是指通过内阻法/开路电压法与库仑积分法相结合的方式，通过开路电压法/内阻法的定期校正，使用库仑积分法得到精准的剩余电量。该方法是目前使用最广泛的方式。 ● 电池组故障保护
锂电池管理系统功能介绍
1.ABMS-EV系列电池管理系统 概述： ABMS-EV系列锂电池管理系统应用于纯电动大巴、混合动力大巴、纯电动汽车、混合动力汽车。采用层级设计，严格执行汽车相关标准，硬件平台全部采用汽车等级零部件，软件符合汽车编程规范。 2、ABMS-EV01电池管理系统： 2.1)概述： ABMS-EV01系列锂电池管理系统主要用于低速电动车，物流车，环卫车等，采用一体化设计，集电池电压温度检测，SOC估算，绝缘检测，均衡管理，保护，整车通信，充电机通信，及交流充电桩接口检测为一体，结构紧凑，功能完善。 2.2) 选型号说明： 2.3)技术参数： 2.4)产品外观：
3、ABMS-EV02电池管理系统： 3.1)概述： ABMS-EV02系列锂电池管理系统主要用于电动叉车，电动搬运车等快速充放电场合，采用一体化设计，集电池电压温度检测与保护，SOC估算，均衡管理，通信等功能。 3.2) 选型号说明： 3.3)技术参数：
3.4)产品外观：
4、ABMS-EV03电池管理系统： 4.1)概述： ABMS-EV03系列锂电池管理系统主要用于电动叉车，电动搬运车等需要快速充放电场合，采用一体化设计，集电池电压温度检测，SOC估算，均衡管理，保护，通信，LED电量指示，制热，制冷管理，双电源回路设计，充电机，车载电源独立供电。 4.2) 选型号说明：
4.3)技术参数： 4.4)产品外观： 5、ABMS-EK01电池管理系统：
5.1)概述： ABMS-EK01系列锂电池管理系统主要用于电动自行车，电动摩托车等，采用软硬件多重冗余保护等，充电MOS控制，放电继电器控制，实现慢充快放，一体化设计，集电池检测，SOC估算，保护，通信为一体。 5.2)选型说明： 5.3)技术参数:
智能锂电池充电管理方案
智能锂电池充电管理方案(1) 2012-07-30 21:59:37 来源:21ic 关键字：智能锂电池充电管理 1 引言 锂离子电池是上世纪九十年代发展起来的一种新型二次电池。由于锂离子电池具有能量密度高和循环寿命长等一系列的优点，因此很快在便携式电子设备中获得广泛应用，也获得了锂电池生产商的青睐。 锂离子电池主要由正极活性材料，易燃有机电解液和碳负极等构成。因此，锂离子电池的安全性主要是由这些组件间的化学反应引起。 在使用中，根据锂电池的结构特性，最高充电终止电压应低于4.2 V，绝对不能过充，否则会因正极锂离子拿走太多，产生危险。其充放电要求较高，一般应采用专门的恒流、恒压充电器进行充电。通常恒流充电至设定值后转入恒压充电，当恒压充电至0.1 A 以下时，应停止充电。 锂电池的放电由于内部结构所致，放电时锂离子不能全部移向正极，必须保留一部分锂离子在负极，以保证下次充电时锂离子能够畅通地嵌入通道。否则，电池寿命会缩短，因此在放电时需要严格控制放电终止电压。 因此，设计一套高精度锂离子充电管理系统对于锂离子电池应用是至关重要的。本文介绍的智能化锂电池充电系统是专门为锂电池设计的高端技术解决方案。该系统适用于锂离子/镍氢/铅酸蓄电池单体及整组进行实时监控、电池均衡、充放电电压、温度监测等，采用了电压均衡控制、超温保护等智能化技术，是功能强大、技术指标完善的动力电池充电管理系统。 2 系统构成与设计 充电系统主要由n 个(可扩充)充电模块和上位PC 机监控软件组成。支持充电过程编程，可按恒流充电、恒压充电等多种工况进行相应组合设置工作步骤，除了具有硬件过压过流保护，还允许用户定义每个通道的过电压、过电流等参数值，具备数据采集、存储、通讯及分析功能，具有掉电保护功能，不丢失数据。另外还配置锂电池管理系统，它主要由充电机、主控单元、数采单元和人机界面组成，硬件组成框图如图1 所示。
基于智能化锂电池充电管理系统的研究
摘要 本文主要介绍的智能化锂电池充电系统是专门为锂电池设计的高端技术解决方案。该系统适用于锂离子、镍氢、铅酸蓄电池单体及整组进行实时监控、电池均衡、充放电电压、温度监测等，采用了电压均衡控制、超温保护等智能化技术，是功能强大、技术指标完善的动力电池充电管理系统[ 1]。 关键词：智能化锂电池恒流恒压充电系统SMBus1.1 引言 随着社会经济的迅速发展，移动电话、数码相机、笔记本电脑等便携式电子产品的普及，消费者对电池电能要求日渐提高；人们希望在获得大容量电能的同时, 能够尽量减轻重量, 提高整个电源系统的使用效率和寿命。锂电池作为上世纪九十年代发展起来的一种新型电池[ 2], 因具有能量密度高、性能稳定、安全可靠和循环寿命长等一系列的优点，很快在便携式电子设备中获得广泛应用，更获得了广大消费者的青睐。由此可见，设计一套高精度锂电池充电管理系统对于锂电池应用至关重要。 1 锂电池充放电原理 锂电池主要由正极活性材料、易燃有机电解液和碳负极等组件构成[ 3]。因此，锂电池的安全性能主要是由这些组件间的化学反应所决定的。 根据锂电池的结构特性，锂电池的最高充电电压应低于4.2 V[ 4]，不能过充，否则会因正极锂离子拿走太多，发生危险。其充放电要求较高，一般采用专门的恒流恒压充电器进行充电。通常恒流充电至设定值后转入恒压充电状态，当恒压充电至0.1 A以下时[ 5]，应立即停止充电。 锂电池的放电由于内部结构所致，放电时锂离子不能全部移向正极，必须保留一部分锂离子在负极[ 6]，以保证下次充电时锂离子能够畅通地嵌入通道。否则电池寿命会缩短，因此在放电时需要严格控制放电终止电压。
动力锂离子电池智能管理系统数据采集单元设计_张华锋
Vol.33 No.4 2013.4 船电技术|应用研究 37 动力锂离子电池智能管理系统 数据采集单元设计 张华锋1，廖菲2，管道安1，彭元亭1 (1. 武汉船用电力推进装置研究所，武汉 430064 ；2. 武汉电信网络监控部， 武汉 430030) 摘 要：分析了锂电池各运行参数的特点，设计了一种用于锂电池智能管理系统的数据采集方法，通过改进的测量方法实时测量锂电池组的单体电池电压、温度及充放电电流，并通过CAN 总线传至上层节点，为锂电池的智能管理提供现场数据。着重介绍了该数采单元的设计原理以及软硬件设计。 关键词：锂离子电池 数据采集 CAN 总线 智能管理系统 中图分类号：TP302.1 文献标识码：A 文章编号：1003-4862（2013）04-0037-03 The Design of Data Acquisition System for SMBS Based on CAN Bus Zhang Huafeng 1 , Liao Fei 2 , Guan Dao’an 1，Peng Yuanting 1 （1.Wuhan Institute of Marine Electric Propulsion, CSIC , Wuhan 430064 , China; 2. Chinatelecom Wuhan Branch, Wuhan 430030, China ） Abstract: This paper analyzes the characteristics of working parameters for lithium ion batteries, and designs a kind of data acquisition method for SMBS. It provides field data acquisition for the intelligent management system of lithium ion batteries by measuring the voltage and temperature of single cell, charge current and discharge current in real time, and transmits data upward with CAN bus. It introduces the principles, hardware and software design of data acquisition in detail ． Keywords: lithium ion battery; data acquisition; CAN Bus; intelligent management system 1 引言 锂离子电池由于具有电压高、能量密度高、无 “记忆效应”、放电曲线平缓，绿色环保等优点逐步 在动力电池方面获得应用。锂电池过充、过放电、短路、温度、单体电压不一致性等都会对使用效率、使用寿命及使用安全产生影响。因此，获得锂电池的运行参数从而对其进行实时监控是非常必要的。 在研制的锂电池智能管理系统中，通过实时测量锂电池组的单体电池电压、单体电池温度、及充放电电流，实现对锂电池组运行参数的实时监测，并通过总线将数据传至上层节点进行分析处理，据此对锂电池系统进行相关控制，实现锂电池系统的高效，高寿命运行。本文重点对锂电池智能管理系 收稿日期：2012-08-24 作者简介：张华锋（1979－），男，工程师。研究方向：化学电源测控技术及船舶电力推进系统监控技术。 统的数据采集方法进行研究，通过CAN(Controller Area Network)总线为锂电池智能管理系统实时提供电池各运行参数。 2 电池运行参数测量 2.1 单体电池电压测量 单节锂电池电压较低，很多场合需要串联使用，而电池组的性能取决于最差的那节电池。因此 测量串联电池组单节电池的电压成为必要而又关键的技术。 共模测量[1]和差模测量是测量串联电池组各节电池电压的两种方法。当串联电池数较多而且对测量精度要求较高时，只能采用差模测量。由于两个测量端存在较高的共模电压，所以不能采用模拟开 关选通，也不能直接测量。工业上广泛采用机械继 电器实现多路电压选通，通过隔离放大器隔离共模电压；这种方法在使用寿命，精度，抗干扰等方面
基于单片机的智能锂电池充电管理系统设计
题目：基于单片机的智能锂电池充电管理系统设计系部：电子信息系 专业：应用电子技术 学号： _ 学生姓名： ___ ____ 指导教师： _____ ___ 职称： ______ ___ 目录 1摘要 (2) 1.1 课题研究的背景 (3) 1.2镍氢电池、镍镉电池与锂离子电池之间的差异 (4) 1.3 课题研究的意义 (5) 2 电池的充电方法与充电控 (6) 2.1电池的充电方法和充电器 (5) 2.1.1 电池的充电方法 (5) 2.2 充电控制技术 (9) 2.2.1 快速充电器介绍 (9) 2.2.2 快速充电终止控制方法 (10) 3锂电池充电器硬件设计 (12) 3.1 AT89C51 (13) 3.2 电压转换及光耦隔离电路部分 (15)
3.3 充电控制电路部分 (17) 3.3.1 MAX1898充电芯片充电芯片充电芯片充电芯片 (17) 4 锂电池充电器软件设计 (22) 4.1程序功能 (22) 4.2 主要变量说明 (22) 4.3 程序流程图 (23) 致谢 (28) 参考文献 (29) 1摘要 本课题设计是一种基于单片机的锂离子电池充电器，在设计上，选择了简洁、高效的硬件，设计稳定可靠的软件，详细说明了系统的硬件组成，包括单片机电路、充电控制电路、电压转换及光耦隔离电路，并对本充电器的核心器件—MAX1898充电芯片、AT89C2051单片机进行了较详细的介绍。阐述了系统的软硬件设计。以C语言为开发工具，进行了详细设计和编码。实现了系统的可靠性、稳定性、安全性和经济性。 该智能充电器具有检测锂离子电池的状态；自动切换充电模式以满足充电电池的充电需要；充电器短路保护功能；充电状态显示的功能。在生活中更好的维护了充电电池，延长了它的使用寿命。 关键词：充电器；单片机；；锂电池；MAX1898 Abstract：This topic design is one kind lithium ion battery charger which is based on Single Chip, in the design, it has chosen succinctly, the highly effective hardware, the design stable reliable software, explained in detail system's hardware composition, including the monolithic integrated circuit electric circuit, the charge control electric circuit, the voltage transformation and the light pair isolating circuit, and to this battery charger's core component - MAX1898 charge chip, at89C2051 monolithic integrated circuit has carried on the detailed introduction. Elaborated system's software and hardware design. Take the C language as the development kit, has carried on the detailed design and the code. Has realized system's reliability, the stability, the security and the efficiency. The intelligence battery charger has the examination lithium ion battery's
智能型的铅酸蓄电池管理系统
应用天地 A PPL ICA TION NO TES 智能型的铅酸蓄电池管理系统 ■华侨大学 钱江凌朝东 摘 要铅酸蓄电池产业是21世纪最有发展前途和应用前景的新型绿色能源体系。本文以MB95F136为核心,设计了一种高精度、低价位的智能型铅酸蓄电池管理系统,实现了对铅酸蓄电池温度、电量、状态的实时监测,并通过输出控制信号实现铅酸蓄电池的自我保护。该系统还可以通过“自动更改”记录电池内部参数的变化,从而有效地适应因使用而对蓄电池电量产生的影响,能准确地计算出蓄电池的电量。 关键词铅酸蓄电池 MB95F136 智能功率模块 引 言 铅酸蓄电池行业与电力、交通、信息等产业发展息息相关,在汽车、叉车等运输工具和大型不间断供电电源系统中处于控制地位,是社会生产经营活动和人类生活中不可或缺的。我国蓄电池行业规模相当庞大,应用也非常广泛,鉴于铅酸蓄电池的使用不当带来的问题(如硫化、容量减小、使用寿命缩短等),实现蓄电池的智能化管理显得非常必要,而国内目前应用于该领域的嵌入式系统产品很 少。本设计利用8位微控制器MB95F136来实现对铅酸蓄电池的智能管理,包括电池的充放电监测控制、电池容量检测及显示与报警等,从而有效地实现对铅酸蓄电池系统的智能化管理,提高了蓄电池的使用寿命,降低了维护成本。 1 系统概述 本设计充分利用MB95F136的特点实现对蓄电池电压、电流及温度的实时在线监测。智能控制系统的充放电过程,可以显示蓄电池的电量,对不正确的、或对电池寿命有较大损害的使用状况予以控制和报警提示,可以在电池需要充电时提醒用户及时充电或者切换备用电源 ,防止过充过放等。为实现对铅酸蓄电池的智能化管理,系统通过实时对蓄电池的动态参数进行自动修正来获得准确的计算依据,从而计算出准确的电量和蓄电池的状态信息,并取得蓄电池的充电参数。 本文设计的蓄电池管理系统主要有以下几个功能: ①实时监测蓄电池的温度,通过温度及其他参数来计算蓄电池的充放电参数,避免因使用不当或蓄电池温度过高等因素缩短蓄电池的寿命。 ②实时监测蓄电池的端电压和电流,若发现电池容量小于警戒阈值,即提醒充电或自动切换备用电池。 ③能通过对参数的分析计算出蓄电池的剩余容量,并通过数码管实时显示出来。 ④系统能够自动修正蓄电池的内部参数来适应因使用给蓄电池带来的一些变化,还能通过控制充放电电路获得更好的充电效果。 本系统结构如图1所示。 图1 系统结构框图 2 系统硬件设计 2.1 系统控制核心 本系统在设计上采用F2MC28FX系列单片机MB95F136作为系统的控制核心。MB95F136在系统中不仅要实时监测蓄电池的电流、电压、温度等参数以及系统运行状态,还必须根据所采集到的数据进行处理,并对充电控制模块输出控制信号以实现对蓄电池系统的智能管理;同时,还负责实现按键控制和系统状态输出显示。Fujit su公司的MB95F136采用的是0.35μm低漏电工艺技术,掩膜产品可以在1.8V和1μA的低耗电工作模式
设计动力锂电池组的的智能管理系统
动力锂电池组智能管理系统设计 锂电池由于具有体积小、质量轻、电压高、功率大、自放电少以及使用寿命长等优点，逐渐成为动力电池的主流。但是由于锂离子电池具有明显的非线性、不一致性和时变特性，因此在应用时需要进行一定的管理。另外锂电池对充放电的要求很高，当出现过充电、过放电、放电电流过大或电路短路时，会使锂电池温度上升，严重破坏锂电池性能，导致电池寿命缩短。当锂电池串联使用于动力设备中时，由于各单节锂电池间内部特性的不一致，会导致各节锂电池充、放电的不一致。一节性能恶化时，整个电池组的行为特征都会受到此电池的限制，降低整体电池组性能。为使锂电池组能够最大程度地发挥其优越性能，延长使用寿命，必须要对锂电池在充、放电时进行实时监控，提供过压、过流、温度保护和电池间能量均衡。 本文设计的动力锂电池组管理系统安装在锂电池组的内部，以单片机为控制核心，在实现对各节锂电池能量均衡的同时，还可以实现过充、过放、过流、温度保护及短路保护。通过LCD显示电池组的各种状态，并可以通过预留的通信端口读取各节锂电池的历史性能状态。 系统总体方案设计 动力锂电池智能管理系统主要由充电模块、数据采集模块(包括电压、电流、温度数据采集)、均衡模块、电量计算模块、数据显示模块和存储通信模块组成。系统框图如图1所示。 图1 管理系统结构框图 整个系统以单片机为主控制器，通过采集电流信息，判断出电池组是在充电、放电还是在闲置状态及是否有过流现象，并对其状态做出相应处理。对各节电池电压进行采集分析后，系统决定是否启动均衡模块对整个电池组进行能量均衡，同时判断是否有过充或过放现象。温度的采集主要用于系统的过温保护。整个系统的工作状态、电流、各节电压、剩余电量及温度信息都会通过液晶显示模块实时显示。下面对其各个模块的实现方法进行介绍。 微控制器ATmega8
智能锂电池充电管理方案
智能锂电池充电管理方案 1 引言 锂离子电池是上世纪九十年代发展起来的一种新型二次电池。由于锂离子电池具有能量密度高和循环寿命长等一系列的优点，因此很快在便携式电子设备中获得广泛应用，也获得了锂电池生产商的青睐。 锂离子电池主要由正极活性材料，易燃有机电解液和碳负极等构成。因此，锂离子电池的安全性主要是由这些组件间的化学反应引起。 在使用中，根据锂电池的结构特性，最高充电终止电压应低于4.2 V，绝对不能过充，否则会因正极锂离子拿走太多，产生危险。其充放电要求较高，一般应采用专门的恒流、恒压充电器进行充电。通常恒流充电至设定值后转入恒压充电，当恒压充电至0.1 A 以下时，应停止充电。 锂电池的放电由于内部结构所致，放电时锂离子不能全部移向正极，必须保留一部分锂离子在负极，以保证下次充电时锂离子能够畅通地嵌入通道。否则，电池寿命会缩短，因此在放电时需要严格控制放电终止电压。 因此，设计一套高精度锂离子充电管理系统对于锂离子电池应用是至关重要的。本文介绍的智能化锂电池充电系统是专门为锂电池设计的高端技术解决方案。该系统适用于锂离子/镍氢/铅酸蓄电池单体及整组进行实时监控、电池均衡、充放电电压、温度监测等，采用了电压均衡控制、超温保护等智能化技术，是功能强大、技术指标完善的动力电池充电管理系统。 2 系统构成与设计 充电系统主要由n 个（可扩充）充电模块和上位PC 机监控软件组成。支持充电过程编程，可按恒流充电、恒压充电等多种工况进行相应组合设置工作步骤，除了具有硬件过压过流保护，还允许用户定义每个通道的过电压、过电流等参数值，具备数据采集、存储、通讯及分析功能，具有掉电保护功能，不丢失数据。另外还配置锂电池管理系统，它主要由充电机、主控单元、数采单元和人机界面组成，硬件组成框图如图1 所示。
动力锂离子电池管理系统设计方案
动力锂离子电池管理系统设计方案 摘要：本文讨论了动力锂电池管理系统的设计方案，以实现对锂电池动力电池组的过充电保护、过放电保护、过流保护和均衡充电等功能。 关键词：锂离子动力电池组；管理系统；过流；过放电；过充电；均衡控制 引言 锂离子电池的广泛应用已有十多年，但早期主要用于手机、笔记本电脑、摄像机、DVD 等一系列小型移动式电子产品，这些场合往往都单串使用，负载电流较低，安全系数高。最近两年来，锂离子电池以其轻便、高能量密度、无污染等特点，已经开始在电动自行车、电动工具和动力玩具领域上得到快速应用，并逐步应用于混合动力车和电动车辆领域。但动力锂离子电池的安全性仍是人们目前最为关注的问题，所以对其的保护就非常重要。除了确保锂离子电池自身安全性的持续改进，必须同时研究电池的管理系统，使电池及其应用能均衡发展。锂离子电池的保护主要包括过充电保护、过放电保护、过电流及短路保护等。 1保护电路的功能 1.1过充电保护 对锂离子电池来说，其充电后单节电芯最高电压不得超过规定值，否则电池内的电解质会被分解，使得温度上升并产生气体，降低电芯的使用寿命，严重时甚至会引起爆炸，所以保护电路一定要保证绝对不可过度充电，必须对电池组中每一节电池的端电压进行监控，当电芯的电压超过设定值时，即激活过充电保护功能，由保护电路切断充电回路，中止充电。在电芯电压回归到允许的电压并解除过充锁定模式时，才能停止保护。不同材料的锂离子电池其保护电压和释放电压都有其不同的规定值。 另外，还必须注意因噪声所产生误动作，为了防止误判和误操作，还要设置过充保护延时，并且延迟时间不能短于噪声的持续时间。当电压持续超过过充检测电压一定时间以上才会触发过充保护。 1.2过放电保护 锂离子电池的过度放电，也会缩短其使用寿命，而且对电池造成的损害往往是不可逆的。为了防止锂离子电池的过放电状态，当锂离子电池电压低于其过放电电压检测点时，即激活过放电保护，中止放电，并将电池保持在低静态电流的待机模式，参数设置类似过充保护。 1.3过电流/短路保护 锂离子电池的最大放电电流有一定限制，过大的放电电流同样会引起锂电池的不可恢复的损坏，影响其使用寿命。 短路保护这个功能其实是过流保护的扩展，若由于外部短路等原因引起的大电流放电时要立刻停止放电，否则对锂电池本身和外部设备都可能会造成严重的损害。 过流保护的延时时间一般至少要几百微秒至毫秒，而短路保护的延时时间是微秒级的，几乎是短路的瞬间就切断了回路，可以避免短路对电池带来的巨大损伤。 就电动工具而言，保护电流值和延时时间的设置还必须和电动工具本身的参数结合起来，否则会影响工具的输出扭矩和电机的寿命。 相关关键字：锂离子动力电池组均衡控制过流管理系统 1.4电池均衡 动力锂离子电池一般都要几串、几十串甚至几百串以上，由于电池在生产过程中，从涂膜开始到成为成品要经过很多道工序，即使经过严格的检测程序，使每组电源的电压、电阻、容量一致，但使用一段时间以后，电池内阻、电压、容量等参数产生波动，形成不一致的状态，就会产生这样或那样的差异。这种差异体现为电池组充满或放完时串联电池芯之间的电压不相同。这种情况下导致电池组充电的过程中，电压过高的电池芯提早触发电池组过充电