应用中存在的安全性、均衡性及管理电路功耗等问题制约了锂离子电池组的广泛应用,如何通过外加应用电路来改善这些问题已成为锂离子电池研究的热点。 本文针对研究任务中比较典型的两串、四串和七串锂离子电池组,对应用电路进行了研制,并通过实际锂离子电池组对其功能进行验证。 两串锂离子电池组主要是安全性问题,针对于锂离子电池组的安全性详尽介绍了保护电路的原理,着重阐述了集成保护芯片和外围元器件的选取原则。设计了简单实用的过温度保护电路、放电截止电路和短路保护电路,确保了锂离子电池组的安全性,其中短路保护反应迅速能在5μS时间內动作。 四串锂离子电池组除了安全性研究外,还对电池组进行了功能优化设计。对电池组使用时间采用放电能量与电池电压的对应关系来衡量,同时结合了带延迟时间的显示电路设计使应用更实际。并对能量转换的效率和发热量设计进行了计算和分析。 在七串锂离子电池组研制中,设计了多串电池组的保护电路,实验证明电路简单而且功耗低,总体消耗电流约为47μA。采用PWM信号对控制电路自动调节进行设计,使输出电压稳定。同时设计了均衡电路,采用单体电压最大值与电池组平均值差值比较的原则,能够有效地解决锂离子电池组中单体电池的不一致。