动力锂电池组充电管理电路设计
动力锂电池组充电管理电路设计方案word精品
1锂电池组充电方案选择时间/h图1锂电池充电曲线1.2锂电池组充电特性在动力电池组中由于各单体电池之间存在不一致性。
连续的充放电循环导致的差异，将使某些单体电 池的容量加速衰减，串联电池组的容量是由单体电池的最小容量决定的，因此这些差异将使电池组的使用 寿命缩短。
造成这种不平衡的主要原因有：•电池制作过程中，由于工艺等原因，同批次电池的容量、内阻等存在差异 ；•电池自放电率的不同，经长时间积累，造成电池容量的差异 ；•电池使用过程中，使用环境如温度、电路板的差异，导致电池容量的不平衡。
1.3充电方案选择为了减小不平衡性对锂电池组的影响，在充电过程中，要使用均衡电路。
1. 1 单节锂电池充电要求对单节锂离子电池的充电要求 (GB/ T18287 -2000) 充电过程逐步升高，当电池端电压达到 4. 2 V (4. 1V), 电芯的饱和程度，随着充电过程的继续逐步减小，当减小到 示。
首先是恒流充电，即电流一定，而电池电压随着 改恒流充电为恒压充电，即电压一定，电流根据10 mA 时，认为充电终止，充电曲线如图1所目前对于锂电池组进行均衡管理的方案主要有2种，能耗型和回馈型。
能耗型是指给各个单体电池提供并联支路，将电压过高的单体电池通过分流转移电能达到均衡目的。
回馈型是指通过能量转换器将单体之间的偏差能量馈送回电池组或电池组中的某些单体。
理论上，当忽略转换效率时，回馈不消耗能量，可实现动态均衡。
但由于回馈型设计控制方法复杂，制造成本较高，本充电器采用能耗型设计。
能耗型按能量回路处理方式又可以分为断流和分流。
断流指在监控单体电压变化的基础上，满足一定条件时把单体电池的充电回路断开，充电电流完全通过旁路电阻。
通过机械触点或电力电子部件组成的开关矩阵，动态改变电池组内单体之间的连接结构。
而分流并不断开工作回路，而是给每只电池增加一个旁路电阻，当某单体电池高于组内其他电池时，将充电电流的全部或一部分导入旁路电阻。
锂电池串联放电并联充电自动转换电路
锂电池串联放电并联充电自动转换电路
锂电池串联放电并联充电自动转换电路的设计需要考虑多个因素，包括电池的电压、电流和充电管理。
以下是一个基本的电路设计概述：
1. 电源输入：电路需要一个电源输入，通常是一个电压源，用于为整个电路提供能量。
2. 电池串联放电：当电池串联放电时，所有电池的负极连接在一起，正极分别连接到电路的其他部分。
这样可以提供更高的电压，但电流会根据电池的数量而变化。
3. 电池并联充电：当电池并联充电时，所有电池的正极连接在一起，负极分别连接到电路的其他部分。
这样可以提供更大的电流容量，但电压会根据电池的数量而变化。
4. 充电管理：电路需要一个充电管理芯片，用于控制充电过程。
该芯片可以根据电池的电压和电流情况调整充电电流和电压，以避免过度充电或损坏电池。
5. 自动转换：电路需要一个自动转换器，用于在串联放电和并联充电之间自动切换。
该转换器可以根据电池的电压和电流情况以及外部输入信号进行切换。
6. 保护电路：为了保护电池和电路免受损坏，需要添加一些保护电路，如过流保护、过压保护和温度保护等。
需要注意的是，以上只是一个基本的概述，实际的电路设计可能因应用需求和电池规格而有所不同。
因此，在进行设计之前，建议仔细研究相关规格和要求，并参考相关设计资料和文献。
动力锂电池组的充电管理电路设计问题
农业生物环境与能源工程动力锂电池组的充电管理电路设计问题罗锋华（江西现代职业技术学院，江西南昌330095）摘要：一致性问题是动力锂电池组在应用过程中要解决的必要问题。
本文通过对单体锂电池特征进行分析，根据均衡充电理论设计了动力锂电池组的充电管理电路,此设计方案通过反复地实践证明是可以取得优良效果的，具体表现在动力锂电池组的工作性能提升以及使用寿命的延长，有效改善其充电的一致性。
关键词：动力锂电池组；充电管理；电路设计1设计动力锂电池组充电管理电路的必要性电池组充电不平衡的问题是本文要解决的核心问题，也是设计动力锂电池组充电管理电路的目的所在。
要实现充电进行均衡管理就必须解决电池组充电不平衡问题，本文使用的主要是能耗型部分分流的方法。
虽然大部分电池在出厂时拥有相同的电压和内阻，但是在最新动力技术的基础下，要满足相应电压的需求也必须串联锂电池。
而每个锂电池经过一段时间的使用之后都会产生不同的单体性能,这就导致了差异性的存在，这种差异的存在直接导致锂电池的充电不均衡，而这种不均衡需要通过一定的技术来解决。
不然，由于单体差异性的存在，必然导致锂电池先后充满的现象，这会严重影响动力锂电池组的工作性能和使用寿命，只有解决这一问题才能提高锂电池的工作性能和使用寿命。
本文选择能耗型部分分流的方法除了能有效地解决此类问题外，更是考虑到工业成本问题以及动力锂电池组充电的稳定性需求进行的充电管理电路的设计。
2锂电池组充电方案的选择2.1单节动力锂电池充电的方式单节动力锂电池充电的方式分为前后2个阶段。
第一阶段为恒流阶段，具体而言就是电流一定，电压不断地升高。
第二阶段为恒压阶段，具体而言就是保障电压一定,逐渐减小电流。
恒流阶段向恒压阶段的转换以电池端的电压到达了电池系统额定恒流充电的电压上限为界（不同的锂电池材料体系会有不同电压的上限,一般是3.8V〜4.2V）。
而恒压阶段则以电芯的饱和程度为依据，而整个充电过程完成的标志就是当电流减小到10mA时就会停止充电。
各种锂电池充电电路设计
六、简易充电电路：现在有不少商家出售不带充电板的单节锂电池。
其性能优越，价格低廉，可用于自制产品及锂电池组的维修代换，因而深受广大电子爱好者喜爱。
有兴趣的读者可参照图二制作一块充电板。
其原理是：采用恒定电压给电池充电，确保不会过充。
输入直流电压高于所充电池电压3伏即可。
R1、Q1、W1、TL431组成精密可调稳压电路，Q2、W2、R2构成可调恒流电路，Q3、R3、R4、R5、LED为充电指示电路。
随着被充电池电压的上升，充电电流将逐渐减小，待电池充满后R4上的压降将降低，从而使Q3截止， LED将熄灭，为保证电池能够充足，请在指示灯熄灭后继续充1—2小时。
使用时请给Q2、Q3装上合适的散热器。
本电路的优点是：制作简单，元器件易购，充电安全，显示直观，并且不会损坏电池．通过改变W1可以对多节串联锂电池充电，改变W２可以对充电电流进行大范围调节。
缺点是：无过放电控制电路。
图三是该充电板的印制板图（从元件面看的透视图）。
概述PT6102 是一款高度集成的单节锂离子电池充电器，较少的外部元件数目使得它非常适合于便携式应用。
内部集成功率管，不需要外部检测电阻和防倒灌二极管。
充电电流通过外部电阻进行设置，充电结束电压固定在4.2V。
热反馈可以自动调节充电电流，可以在大功率或高环境温度下对芯片加以保护PT6102 分三个阶段对电流进行充电：当电池电压低于2.9V 时是涓流充电，当电池电压大于2.9V 时是恒流充电，并且涓流充电电流是恒流充电电流的1/10,当电池电压到4.2V 时进行恒压充电，在恒压充电过程中，充电电流逐渐减少，当减少到恒流充电电流的1/10 时，结束充电过程。
特点可以用 USB 端口直接对单节电池进行充电.充电电流最大可以到 800mA不需要外部功率管，检测电阻和防倒灌二极管涓流、恒流、恒压三阶段，并有热调节功能，可以在无过热的情况下最大化充电电流精度达±1%的4.2V 充电电压SOT23-5 和ESOP8 封装TP4057简介：TP4057是上海霖叶电子有限公司生产的单节锂电池充电管理芯片，输入电压为4V ~ 9V，典型值为5V，可改变TP4057的6脚电阻来控制充电电流，计算公式为RPROG =1000/IBAT（当IBAT <300毫安时）、RPROG =1300/IBAT -1000(当IBAT>300毫安时)，调节范围100 ~ 500毫安，截止充电电压4.2V，外围简单，无须外接开关管，具有充电指示和充满指示、防电池反接、电源欠压保护等功能。
基于BQ2057的锂电池组充电电路设计
第6期机电技术95基于BQ2057的锂电池组充电电路设计郭红英(漳州职业技术学院 电子工程系,福建 漳州 363000)摘 要:一种基于新型充电管理芯片BQ2057控制的锂电池充放电控制电路,对二节及多节锂电池串联的电池矩阵进行充电管理。
由51单片机对电池阵进行扫描选通控制及预约充电管理,同时外扩数据显示及报警提示功能。
每个电池组回路通过一个取样电路向BQ2057反馈充电电压,实时监测充电锂电池组的电压并输出控制信号,并改变充电模式或是切换充电电池组。
关键词:BQ2057;电池组;预约充电;充电模式中图分类号:TM912 文献标识码:A 文章编号:1672-4801(2012)06-095-03目前在电动汽车的候选电池中,锂电池的比能量最高。
锂电池与人们的日常生活及工作紧密相联,大容量的锂电池及锂电池矩阵的应用方面在技术上仍然面临着容量均衡､在线测量和集中管理等问题。
多节锂电池在串联后会因电池的自放电､受热不均､软短路､容量退化等因素产生容量不均衡,这种不均衡将使多节锂电池的串联使用性能受到影响,因此,保持电池在串联使用过程中的容量均衡对放电质量及其使用寿命起着关键性的作用。
基于BQ2057充电管理芯片的扩展应用,可对多节锂离子电池组进行高效的恒流恒压充电,具有重新充电､最小电流终止充电､低功耗睡眠等特性,适用于各种便携式移动终端设备的电源管理,能有效地延长电池寿命且利于管理电路的紧凑设计。
1 BQ2057的功能特性BQ2057的功能结构及其引脚如图1所示,各引脚功能如下:图1 功能结构图BAT 引脚:充电锂电池电压输入端,检测电池的充电情况;SNS 引脚:电流检测输入端。
充电电池的充电电流情况通过采样电阻由SNS 引脚反馈给控制芯片;COMP 引脚:充电速率补偿。
用于设置充电补偿情况,这是一个可变的调节电压,为充电电池提供了一个可变的充电电流;CC 引脚:充电控制输出。
该引脚是内部电路源极开路跟随器的输出,可驱动外部功率管,调节充电电压及电流的大小具有充电开关的作用; TS:温度检测。
电动汽车动力锂电池组电源管理系统设计
电动汽车动力锂电池组电源管理系统设计张辉;李艳东;李建军;赵丽娜【摘要】电动汽车的快速发展,对于动力锂电池进行管理是必不可少的.在电池进行充电时,对电池状态的监控及均衡充电可很好地保护电池的寿命和安全.在需要对大量电池进行管理时,可以通过CAN通信将需要监控的电池进行统一管理.为了更好的管理电池,采用了液晶显示器和上位机对电池进行监控.当电池充电发生故障或者电池充满时,通过电压组的均衡来保护电池组,并发出相应的提示信号.在控制设计方面,主控制处理器采用的是DSP处理器,芯片采用的是C语言编程,通信方式运用了SCI、SPI、CAN等传输形式.上位机是在LabVIEW开发平台上进行设计.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2016(040)007【总页数】5页(P1407-1411)【关键词】DSP;电池管理;上位机;CAN总线【作者】张辉;李艳东;李建军;赵丽娜【作者单位】齐齐哈尔大学计算机与控制工程学院,黑龙江齐齐哈尔161006;齐齐哈尔大学计算机与控制工程学院,黑龙江齐齐哈尔161006;齐齐哈尔大学理学院,黑龙江齐齐哈尔161006;齐齐哈尔大学计算机与控制工程学院,黑龙江齐齐哈尔161006【正文语种】中文【中图分类】TM912为了缓解全国环境污染问题，纯电动汽车得到了快速的发展。
而纯电动汽车发展的瓶颈之一却又在动力蓄电池方面，这给纯电动汽车在续航、动力和安全方面带来了很多麻烦，在蓄电池技术没有很大改进的前提下，对纯电动汽车提升性能方面目前最有效的方法是对电池的管理，使其在电池寿命、安全、续航等方面得到很大的改善，所以说一个好的电池管理方案对纯电动汽车是至关重要的[1]。
人们很早就对电池的管理开始进行了研究，并且取得了很大的成就。
早在1997年日本青森工业研究中心就开始对BMS的实际应用进行研究，美国Villanova大学和USNanocorp公司已经合作多年对各种类型的电池SOC进行基于模糊逻辑的预测，丰田、本田及通用汽车公司等都把BMS纳入技术开发重点[2-3]。
锂电池充放电电路
锂电池充放电电路锂电池充放电电路是一种常见的电池充放电电路，它主要是为了利用锂电池存储能量而设计的。
锂电池充放电电路可以将外部的电能转换成为内部的电能，从而实现对锂电池的充放电。
首先，锂电池充放电电路的结构主要包括四部分：电源管理（PMU）、锂电池充电管理器（CMC）、电池充电控制器（BCC）和锂电池充放电控制器（BDC）。
其中，PMU主要用来检测外部电源的参数，如电压、频率等，并把相应的信号发送给CMC。
CMC负责监测电池的电压和温度，根据外部电源的参数及电池的电压和温度，控制BCC和BDC进行充放电操作。
BCC根据电池的电压和温度，控制电池的充电过程，以便获得最佳的充电效果。
BDC也根据电池的电压和温度，控制电池的放电过程，以便获得最佳的放电效果。
其次，锂电池充放电电路的功能主要是实现对锂电池的充放电，即使用外部电源向锂电池充电，然后从锂电池中放电。
在充电过程中，PMU会检测外部电源的参数，并将相应的信号发送给CMC，CMC会根据外部电源的参数及电池的电压和温度，控制BCC，BCC会根据电池的电压和温度，控制电池的充电过程，以便获得最佳的充电效果。
在放电过程中，CMC也会根据外部电源的参数及电池的电压和温度，控制BDC，BDC也会根据电池的电压和温度，控制电池的放电过程，以便获得最佳的放电效果。
此外，锂电池充放电电路还具有安全性方面的优势，以确保电池在使用过程中不会遇到安全隐患。
如果外部电源出现异常，PMU会立即停止充电，以防止电池受到损坏。
此外，CMC也会根据电池的电压和温度，控制BCC和BDC的充放电操作，避免因外部电源异常而导致电池过充电或过放电，从而保障电池的安全性。
最后，锂电池充放电电路能够有效地利用外部电源对锂电池进行充放电，且具有良好的安全性，因此，它已经成为目前常用的电池充放电电路之一。
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。
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到 １ ０ ｍＡ 时 ， 为 充 电 终 止 ， 电 曲 线 如 图 ｌ所 认 充
示 卜 ．
● 电池 自放 电率 的不 同 ， 长 时间积 累 ， 成 电池 经 造
容 量 的差异 ；
● 电池 使用 过 程 中 ， 用环 境 如温度 、 使 电路 板 的差
异， 导致 电 池容 量 的不 平衡 ．
基金项 目： 福建省科技计划项 目（ ０ ７ ０ ５ 资助 ２ ０ ＨＯ ３ ）
＊通 讯 作 者 ： ｅ ｎ １ ３ ｃ ｒ ｗｘ ｈｅ ＠ ６ ． ｏ ｎ
动态均衡． 但由于回馈型设计控制方法复杂， 制造成本
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厦 门 大学 学报 （ 自然 科 学 版 ）
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第 ４ ７卷
第 ５ 期
厦 门大 学 学报 （ 自然科 学版 ）
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ａ ｅ ｉｅ ｓｔ （ ｔ ｒ ｌＳ ｉｎ ｅ ｏ ｒ ａ ｆＸｉｍ ｎ Ｕｎｖ ｒ ｉｙ Ｎａ ｕ ａ ｃｅ ｃ ）
Ｖｏ ＿ ７ ＮＯ ５ ｌ４ ．
２ ２ 升 压 电 路 ［］ ．
电能 的输 入 转化 环节 由开 关 电源 电路 和调 压电路 两部 分组 成． 开关 电 源将输 入 的工 频 交 流 电转 化 为 １ ８
１ ３充 电 方 案 选 择 ．
为 了减 小不 平衡 性 对 锂 电 池组 的影 响 ， 充 电过 在
程中， 要使 用 均衡 电路．
目前 对 于锂 电池 组 进行 均 衡 管理 的 方案 主要 有 ２
１ ２锂 电池 组 充 电特 性 ．
在动力 电池组 中 由于各单 体 电池之 间存 在不 一致 性． 连续 的充放 电循 环导 致 的差 异 ， 使 某些 单体 电 池 将
１ 锂 电池 组 充 电方 案选 择
１ １ 单 节锂 电 池 充 电 要 求 ．
对 单节 锂 离 子 电 池 的 充 电 要 求 （ ／ ８ ８ — ＧＢ Ｔ１ ２ ７
２ ０ ） 先是 恒流充 电 ， ０ ０首 即电 流 一定 ， 电池 电压 随 着 而 充 电过 程 逐 步 升 高 ， 电 池 端 电 压 达 到 ４ ２ Ｖ（ ． 当 ． ４ １ Ｖ） 改恒 流充 电为恒 压充 电 ， ， 即电 压一 定 ， 电流 根 据 电 芯 的饱 和程度 ， 随着 充 电过程 的继续 逐 步减 小 ， 当减 小
收 稿 日期 ：０ ８０—９ ２ ０ —３１
种， 能耗 型和 回馈 型 ． 耗 型是 指给各 个单 体 电池提供 能 并联 支路 ， 电压过 高 的单 体 电池 通 过 分流 转 移 电能 将
达 到均衡 目的． 回馈 型 是 指 通 过 能 量 转换 器 将 单 体之 间 的偏差 能 量馈 送 回电 池 组 或 电 池 组 中 的某些 单 体． 理论 上 ， 当忽 略 转换 效 率 时 ， 回馈 不 消耗 能 量 ， 可实 现
关 键 词 ：锂 电池组 ； 均衡充 电； 能耗型 ； 分流法
中图分 类号 ： Ｍ ９０６ Ｔ １．
文献标 识 码 ： Ａ
文章 编号 ：４８０７ （０８０—６３ ４ ０３—４９２０ ）５ ７— ０ ０
随着 国际原 油价 格 飞涨 ， 种 新 型 能源 的研 究 成 各 为公 众关注 的焦 点． 能作 为 动力 能 源 已经 在 各 种 车 电 辆上 得到广 泛应 用． 电 池 以具 有 较 高 的能 量 质 量 比 锂 和能 量体积 比， 记忆 效 应 ， 重 复 充 电次 数 多 ， 用 无 可 使 寿命 较长等 优点 成为 动力 电能 的 首选 ． 作为一 种新 型动 力 技 术 ， 电池 在 使 用 中必 须 串 锂 联才 能达 到使用 电压 的需 求 ， 体 性 能 的参 差 不 齐 并 单 不全 缘于 电池生 产技 术 问题 ， 即使 每 只 电池 出厂 时 电 压， 内阻完 全一致 ， 用一 段 时间 以后 ， 会产 生差 异 ， 使 也 这使 得解决 动力 电池 充 电技术 问题 成 为迫 切需 要解 决 的技 术 问题 ． 本设 计 在 充 分考 虑工 业 成本 控 制 和 稳 定 性要 求 的基 础上 ， 用 能耗 型部 分 分 流法 对 动力 锂 电 采
的容量 加速 衰 减 ， 串联 电 池组 的容 量 是 由单体 电池 的 最 小容 量决 定 的 ， 因此 这 些 差 异 将 使 电池 组 的使 用 寿 命 缩短 ． 成这 种不 平 衡 的 主要 原 因有 ： 造 ● 电池 制作 过 程 中 ， 由于 工艺 等原 因 ， 同批 次 电池 的容量 、 内阻等 存在 差 异 ；
Ｓｅ ｐ． ２ ０８ ０
２０ ０ ８年 ９月
动 力 锂 电池 组 充 电管 理 电路 设 计
李 灵 杰 ， 利 福 ， 群峰 ， 文 芗 叶 詹 陈
（ 门大 学 物 理 与机 Ｏ Ｔ程 学 院 ， 建 厦 门 ３ １ ０ ） 厦 ａ 福 ６ ０ ５
摘 要 ：为了解决动力锂电池组使用 中的一致性 问题 ， 本文提 出 了一 种均衡充 电管 理 电路 的实现方 案． 首先分 析了单体
池充 电进行 均衡 管理 ， 改善 了电池 组充 电的不 平衡 性 ， 提高 了工作 性能 ．
图 １ 锂 电池 充 电 曲 线
Ｆｉ ． Ｃｈ ｒ ｉ ｇ ｃ ｒ ｅ ｏ —ｏ ａ ｔ ｒ ｇ１ ａ ｇ ｎ ｕ ｖ ｆＬｉ ｎ ｂ ｔ ｅ ｙ ｉ
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Hale Waihona Puke 脚 要 删