作为移动设备主流电池产品,锂电池电源逐渐往大电流、高电压的大功率供电设备发展。为避免低压大电流输入所产生的高损耗,锂电池往往需要串联使用。由于电池制造过程中的初始性能(如自放电率、容量等)不一致以及使用过程中由于电池内外环境(如温度)的不均匀造成老化速度不同,使得电池的容量可能会不相同且它们之间的差异随着使用时间增加,严重影响整个电池组的使用寿命及性能。针对这一问题,本文设计了适用于四串锂电池组的电源管理系统,用于保证电池组安全可靠工作,同时通过运行状态的监控,最大限度地提升电池组整体性能和延长其使用寿命。　　本文对锂电池发展及应用情况进行了广泛的调查,并充分了解了锂电池组电源管理系统研究现状和相关技术。首先制作了单串锂电池供电的DC/DC升压电路,并对其输出负载能力和大电流输入的效率特性进行了评价,由此论述了锂电池多个串联供电的必要性,而串联锂电池组各串之间可能存在的电量不均衡会显著降低整串电池组的有效容量。在分析现有各种均衡方案优缺点的基础上,设计了分断式均衡的电源管理系统方案,即在锂电池组工作过程中对电池组电压、电流、温度进行实时监测,将电量较低的一串分断,从电池组中暂时移除,其它串电池保持工作,待均衡后再将其重新接入。　　这种分断式均衡电路结构简单、效率高、无电池组内部相互充放电而影响寿命,不过在充电过程中分断时充电器需要获知相应的信息,并对电池组模块的充电电压进行调整以匹配电池串数的变化。本文中,研制了与之配套使用的充电电源模块(充电器),该模块在制作单端反激式开关电源的基础上,利用现有的DC充电电源线来兼备信号传输线的方法,通过电流调制的方式将脉冲频率信号叠加在充电直流上,再由充电器一端接收信号并控制开关电源调节输出的充电电压。这种方式无需另外添加有线或无线通信线路,实现了结构和操作的简单化,避免了接口设计麻烦。　　测试结果表明,本文设计的锂电池组电源管理系统能在工作中有效地对电池组进行监测、保护、均衡管理和充电控制,各部分功能实现情况良好,运行稳定,达到了预期设计要求。