【摘 要】
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在以锂离子电池供电的产品中,锂离子电池管理系统（简称电池管理系统）执行电池电量相关任务和处理系统层面的管理,主要包含电量估算、锂电池充电和安全管理三个方面,此三者决定了系统的性能,本文着重讨论此三个方面技术和存在的问题,并从系统的角度展开,实现锂离子电池的有效利用和安全管理。论文研究了锂离子电池充放电的特性及其二阶RC等效电路模型,发现模型中的RC参数为剩余电量的函数,运用实际测量数据拟合出RC参
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在以锂离子电池供电的产品中,锂离子电池管理系统（简称电池管理系统）执行电池电量相关任务和处理系统层面的管理,主要包含电量估算、锂电池充电和安全管理三个方面,此三者决定了系统的性能,本文着重讨论此三个方面技术和存在的问题,并从系统的角度展开,实现锂离子电池的有效利用和安全管理。论文研究了锂离子电池充放电的特性及其二阶RC等效电路模型,发现模型中的RC参数为剩余电量的函数,运用实际测量数据拟合出RC参数值,完成了电池模型的建立,基于该模型,采用扩展卡尔曼滤波法实现了电池剩余电量估算,其中卡尔曼滤波中的观测方程基于实测数据拟合为一个双指数函数,提高了电池估算模型的精度,MATLAB仿真该算法,电量误差小于2%。研究电池电量衰减的规律,建立了电压和温度为影响因子的预测模型以计算电池的衰减容量,该模型中容量与影响因子呈线性关系,预测精度高,实验结果表明该预测结果与实际放电电量误差小于5%。基于以上工作,设计了恒流恒压结合间歇技术的充电方式,充电时间缩短了18.06%;采用被动均衡调整电池单体之间的压差,饱和度提高了5%。最后设计了电池的安全管理机制,实现了对电池电压、温度等关键参数的检测,电路保护功能响应小于2s。论文通过电量估算预知了电池的容量衰减,满足电池管理系统对电量管理要求;同时运用专业的电池管理芯片,实现了电池的保护功能、均衡功能。
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