一种锂电池组均衡充电保护板设计.doc

一种锂电池组均衡充电保护板设计 电气传动２０１０年第４０卷第１２期Ｅｌ，ＥＣＴＲＩＣＤＲＩＶＥ２０１０Ｖ０１．４０Ｎｏ．１２ 夏鲲，季诺，曹斯佳 （上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海２０００９３） 摘要：采用单节锂电池保护芯片设计电池保护板，对任意串联数的成组锂电池进行过充、过放、过流、短路保护，充电过程中实现整组电池均衡充电。在Ｓｉｍｕｌｉｎｋ环境下，用逻辑模块和延时模块等模拟了保护芯片工作的逻辑，实现了整个保护电路工作情况的仿真。实验和工业应用结果表明，该均充保护系统具有应用灵活、稳定可靠等优点，均衡充电误差小于５０ｍＶ。 关键词：锂电池组；保护板；均衡充电；仿真与实验 中图分类号：ＴＭ９２文献标识码：Ａ ＤｅｓｉｇｎｏｆａＬｉｔｈｉｕｍ－ｉｏｎＢａｔｔｅｒｙＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＢｏａｒｄ ｗｉｔｈＥｑｕａｌｉｚｉｎｇＣｈａｒｇｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＸＩＡＫｕｎ，ＪＩＮｕｏ，ＣＡＯＳｉ－ｊｉａ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＯｐｔｉｃａｌ—ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＣｏｍｐｕｔｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｈａｎｇｈａｉｆｏｒ ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｂａｔｔｅｒｙｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｂｏａｒｄｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｗｉｔｈｓｉｎｇｌｅｃｅｌｌｌｉｔｈｉｕｍ’ｉｏｎｂａｔｔｅｒｙｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｃｈｉｐｓ．Ｉｔｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｏｖｅｒｖｏｌｔａｇｅ，ｕｎｄｅｒｖｏｌｔａｇｅ，ｏｖｅｒｃｕｒｒｅｎｔａｎｄｓｈｏｒｔｃｉｒｃｕｉｔｉｎｄｉｓｃｈａｒｇｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎｆｏｒａｎｙｐａｃｋａｇｅｃｅｌｌｓｉｎｓｅｒｉｅｓ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｉｔｃａｎｒｅａｌｉｚｅｅｑｕａｌｉｚｉｎｇｃｈａｒｇｅｆｏｒｔｈｅｗｈｏｌｅｐａｃｋａｇｅｂａｔｔｅｒｙ．Ｔｈｅｓｉｍｕ—ｌａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｓｔａｔｅｏｆｔｈｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔｉｓａｃｈｉｅｖｅｄｂｙｕｓｉｎｇｓｏｍｅｌｏｇｉｃａｌｍｏｄｕｌｅｓ，ｄｅｌａｙｍｏｄｕｌｅｓａｎｄＳＯｏｎｉｎＳｉｍｕｌｉｎｋｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｎｄｉｎｄｕｓｔｒｙａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｅｑｕａｌｉｚｉｎｇｃｈａｒｇｅａｎｄｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｈａｓｔｈｅｆｅａｔｕｒｅｓｓｕｃｈａｓｆｌｅｘｉｂｌｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ。ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ，ｃｒｅｄｉｂｉｌｉｔｙ，ｅｔｃ．Ｔｈｅｅ＋ｑｕａｌｉｚｉｎｇｃｈａｒｇｅｅｒｒｏｒｓａｒｅｌｅｓｓｔｈａｎ５０ｍＶ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｉｔｈｉｕｍ—ｉｏｎｂａｔｔｅｒｙｐａｃｋａｇｅ；ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｂｏａｒｄ；ｅｑｕａｌｉｚｉｎｇｃｈａｒｇｅ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ 公司的ＢＱ７７ＰＬ９００芯片比Ｊ，适用于５～１０节串 １引言联数的锂离子电池，其保护功能完善，在很多锂电 随着国际性的不可再生性能源紧缺以及环境池保护电路中获得广泛应用。但是对多串联数，污染问题的不断加剧，采用新型长效无污染的电如１０串以上锂电池串联的电池组或保护芯片路池取代传统的铅酸电池作为动力的电动自行车已数与实际应用的锂电池组串联数不同的情况，如成为电动自行车行业发展的必然趋势¨］。其工作果采用目前市场上的集成电路芯片来制作保护电电压高、体积小、质量轻、比能量高、无记忆效应、路，存在无法实现保护或使用上不够灵活的缺点。无污染、循环寿命长的锂离子电池的使用，使得电另外，成组锂电池串联充电时，应保证每节电动自行车的动力部分越来越轻便、高效。池均衡充电，否则使用过程中会影响整组电池的 目前，国内外各大ＩＣ生产厂商针对不同类型性能和寿命。常用的均衡充电技术有恒定分流电锂离子电池过充、过放、过流保护的要求设计有各阻均衡充电口］、通断分流电阻均衡充电【３］、平均电种型号的锂电池保护芯片，以保证电池的安全性池电压均衡充电∞］、开关电容均衡充电［．］、降压型能，避免出现电池特性恶化的现象。这类锂电池变换器均衡充电［５刊、电感均衡充电［７１等。而现保护芯片绝大多数适用于１～４节串联数的锂离有的单节锂电池保护芯片均不含均衡充电控制功子电池，极个别新型产品，如ＴｅｘａｓＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ能；多节锂电池保护芯片均衡充电控制功能需要 基金项目；教育部大学生创新性实验计期（０９１０２５２１５）ｌ上海理工大学光电学院教师刨新基金建设项目（ＧＤＣＸ—Ｔ一１０３）作者篱介：夏鲲（１９８０一），男，博士，