动力锂电池组采用充放电 电池组, 动力, 充放电

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管理控制电路建议 离子[B]动力电池[/B]做为一种新型的动力技术，可以使用在任何一种驱动车辆上，如电动自行车、电动摩托车、电动小轿车、电动中巴和大巴，以及UPS、移动激光电源、移动照明电源、移动通讯设备、军事领域、航空航天领域，其使用面之广，具有不可估量的市场前景。然而，基于锂离子动力电池的特性，即充电电压不可超过4.2V，放电电压不可低于2.6V。使用锂动力电池的技术问题，已是迫在眉睫，而且是必须尽快解决的问题。 　　[U]锂动力电池[/U]的产生，无疑对传统的驱动技术带来危机。而锂动力电池的特性，又决定了必须有高超的使用技术。才能尽快进入使用市场。从目前的锂电池生产制造技术看，已经达到了完美的程度，10Ah电池内阻达到15mΩ左右，而50Ah，100Ah的电池内阻只有1mΩ左右，这使电池专家都感到惊讶。然而，锂动力电池的突然出现，也让使用市场感到突然。当一个个用户对高新科技产生兴趣，并兴致勃勃地试用时，问题出现了：锂动力电池在使用中做为动力，必须要串联才能达到使用电压的需要，而几个几十个甚至几百个电池的串联，使用一段时间后，必然会产生电压的参差不齐，这并不是电池的生产技术问题，由于电池在生产过程中，从配料、涂布等开始到成为成品要经过很多道工序。即使经过严格的检测程序，使每组电源的电压、电阻、容量一致，但使用一段时间，也会产生这样或那样的差异。如同一位母亲生的双胞胎，刚生下时可能长得一模一样，做为母亲都很难分辨。然而，在两个孩子不断成长时，就会产生这样或那样的差异，锂动力电池也是这样。使用一段时间产生差异后，采用整体电压控制的方式是难以适用于锂动力电池的，如一个36V的电池堆，必须用10只电池串联。整体的充电控制电压是42V，而放电控制电压是26V。用整体电压控制方式，初始使用阶段由于电池一致性特别好，也许不会出现什么问题。在使用一段时间以后电池内阻和电压产生波动，形成不一致的状态，（不一致是绝对的，一致性是相对的）这种时候仍然使用整体电压控制是不能达到其目的的。例如10只电池放电时其中两只电池的电压在2.8V，四只电池的电压是3.2V，四只是3.4V，现在的整体电压是32V，我们让它继续放电一直工作到26V。这样，那两只2.8V的电池就低于2.6V 处于了过放状态。锂电池几次过放就等于报废。反之，用整体电压控制充电的方式进行充电，也会出现过充的状况。比如用上述10只电池当时的电压状态进行充电。整体电压达到42V时，那两只2.8V的电池处于"饥饿"的状态，而迅速吸收电量，就会超过4.2V，而过充的超过4.2V的电池，不仅由于电压过高产生报废，甚至还会发生危险，这就是锂动力电池的特性。 　　特性的物质只有掌握它的特性来使用，如同一匹野马，你只有把它戴上缰绳。才能驯服它。 　　人们对较小容量的10AH电池采取了单体控压恒流充电方式，在放电时使用整体电压控制，在电压较高时就使其保护，停止工作。比如在整体电压30V时就控制其停止工作了。这样，一般在一致性比较好的电池组里，单体电池的电压也不会低于26 V。而充电时由于采取单体充电，单体控制，就能够使每只电池的工作效率达到比较理想的程度。然而这种控制仍然不会使人们满足，并没有使电池达到100%的工作量，比如一家电动自行车公司，用10AH/36V的电池组充一次电续驶60k/m，而另一家电动自行车公司使用同样的电池组测试可续驶80km，这不能不说锂动力电池的使用技术是有高低之分的。由于锂动力电池的使用技术是每个研发单位的机密，他们在研发过程中都投入大量的人力物力资源，所以，使用技术的高低，不能不说这是他们开发市场争创品牌的资本。 　　锂动力电池理想的管理机构应该是均衡保护控制。这种控制的要求是几只几十只甚至是几百只的电池组，每只电池不仅能够管理和保护，而且在放电时还要使每只电池的电压保持均衡一致。如同几十杯水，在同一个水平线上平衡一致地往外流。在充电时，也如几十杯同一水平线上的水，在同一个电压线上，均衡一致地进行充电。 　　这种要求似乎苛刻，可锂动力电池要想百分之百的被用户认可，只有做到这种程度才行。因为许多用户，特别是消费者，他们不懂如何单独检测，如何个别处理单体出问题的电池，锂动力电池的管理只有达到智能化程度，才能彻底开辟出这个宏大的市场。所以说，锂动力电池市场目前亟待解决的是使用技术问题(均衡智能监控系统保护控制充放电)。 智能监控系统应具备以下功能： 1.具有对电池组中每一单体电池均衡充电（恒流恒压充电）的功能。 2.精确提供（或者显示）电池状态数据，包括电池当前电压、电池温度、电池剩余容量。 3.必要的保护与报警功能，即在充电过程中有相应的保护、报警措施，如过压保护、超温报警保护等。 4.具有与充电机间的数据传输功能，对电池的充电进行有效的管理和控制。 5.具有身份ID识别功能，以实现对电池组数据管理。 6.电池在使用一定时间后可通过充电机进行自诊断和自修复。 系统组成和工作原理 ： 电动助力车锂离子电池组智能监控系统是由下列功能模块组成： 1.系统组成： A、该系统的核心部分为微型机计算机控制模块，它由超级单片微型计算机组成，主要功能是数据处理、功能管理和自学习、自适应及模糊控制。 B、均充能量分配模块是整个系统的关键部分，它主要是针对由于单体电池容量不一致所导致的能量分散这一问题进行能量再分配，从而实现对每一单体电池均衡充电。 C、数据采集模块主要由电压测量、温度传感器和相应的A/D转换器组成，它的主要作用是采集电池在充放电过程中的电压、电流和温度等数据。 D、保护模块在电池相关参数偏离正常指标时，会自动切断回路。 E、充电机状态监控模块是由一系列监控单元组成 包括对充电电流、充电机电压和充电容量等的监控，主要是在电池充电过程中对电池进行保护，避免电池过充导致损坏。 F、电池修复模块是电池进行自诊断、自修复工作的环节，它执行核心模块的各种修复指令，对电池进行充电、放电、均充、均放等措拖，是该系统的重要环节之一。 G、信息存贮模块，它用于各种关键数据的存贮。 H、通信模块用于充电机和电动助力车控制系统的数据交流、数据保存和数据处理等。 I、剩余容量显示模块能够及时、准确、真实地显示电池组的荷电量（相当于汽车的油表），以及提示还能运行的里程。 J、故障报警模块是在电池出现异常状态时进行报警，主要是在超压、过流、过温、过放和过充等状态下进行报警。 K、ID识别模块用于电池组数据库管理、防伪。 上述所有模块的最终功效就是保证电池组在任何情况下都能正常工作。而对外部来讲，电池组的原有性能指标是不变的，也就是增加了电池管理系统后，与不增加管理系统的电池一样使用。 2.工作原理 ： 为使锂离子电池组工作的更安全可靠，在其充电时，采用"分步式"充电方式即为先恒流后恒压（先以恒流方式充电，当电池达到恒压值后即平均每只电池电压4.2V时，转入恒压充电）。采用这种充电方式的主要原因是：在恒流充电过程中，电池组中的每一单体电池都有可能超过4.2V，当其超过4.2V时电池就有可能损坏甚至爆炸；而如果电池组中某节电池电压达到恒压值后就停止充电，将会导致电池组中各单体电池的容量差异越来越大，这样也会损坏电池，减少其寿命。因此，在锂离子充电过程中应采用先恒流后恒压。而实现此种充电方式的环节就是均充保护模块。电池组中每一单体电池都配有均充保护模块，当某节电池电压达到恒压值时利用均充保护模块分掉部分电流，以保持恒压直到整组电池电压达到恒压值，并充满电池为止。这就是锂离子电池均充能量分配模块的主要工作原理。 当电池正常使用时，系统对电池电压、电流、温度进行测量，一旦出现异常情况，进行报警并且自动切断电池供电回路。尤其重要的是精确测量电池的剩余容量，使测量误差小于8%。 电池初次使用或长期存放后管理系统将对电池进行活化处理。定期对电池修复，进行荷电校准、均充处理，使电池组内部单体电池达到高度一致。定期对电池进行去记忆处理，延长电池使用寿命。 电池充电时，监控充电机充电状态，当充电机电压过高或充电电流过大等异常情况出现时，切断电池回路，并通过信息传输，切断充电机回路。 充电机可以对电池进行身份识别，辨别电池真伪，并通过与电池间的数据通信进行电池的监控和管理。 由于该系统采用了智能化，模糊控制技术，其自学习、自适应功能使电池成为"傻瓜"型电池，寿命达到1500次以上甚至更高，可使用3年以上。 结论 ： 采用此系统，能够有效地克服铅酸、镍氢电池在电动车上应用的各种缺点，正常使用寿命达到1500次以上。重量轻、体积小的锂离子电池势必取代铅酸、镍氢电池，成为高档电动助力车的首选电池。而完备的系统功能将有利于电动车的推广应用。

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