低溫智能鋰離子電池管理系統(tǒng)設計

摘要介紹了一種低溫智能鋰離子電池處理系統(tǒng)的規(guī)劃方法，該系統(tǒng)由32個20Ah4系列、8個并聯(lián)單元組成。本方法具有基礎維護、電量測量、電量平衡和故障記錄功能。經測試，系統(tǒng)功能良好，滿足規(guī)劃要求。

目前的電池處理系統(tǒng)重要是為使用大容量電池組和較短的電池壽命而設計的。本加工系統(tǒng)服務的設備功耗高，電池周期短，加工系統(tǒng)本身的功耗不低，不適合在低功耗的表面應用。關于氣體遠程監(jiān)控來說，均勻的系統(tǒng)電流只有幾毫安，要在低溫下持續(xù)工作6個月以上。為了滿足本項目的應用，本文介紹了一種低溫智能鋰離子電池處理系統(tǒng)的規(guī)劃方法。具有基礎維護、功率計量、充電平衡、缺陷記錄等功能。經測試，系統(tǒng)功能良好，滿足規(guī)劃要求。

1.系統(tǒng)的整體結構

低溫鋰離子電池的處理系統(tǒng)重要由基礎維護電路、電量計、平衡電路和二次維護組成，如圖1所示。

根據低功耗的考慮，在規(guī)劃中選擇了許多低功耗設備，如處理器采用MSP430FG439低功耗單片機。參考電壓為REF3325，功耗極低，僅3.9db;運放使用LT1495，工作電流僅1.5a;數字電位器采用AD5165，靜態(tài)電流低至50nA。在間歇式運行電路中加入功率處理電路，運行電流大，降低了能耗。低溫電池組的附加電壓為14.8v，由4個電池串聯(lián)而成，每個電池包含8個單體電池。正常工作電壓2.5v~4.2v。

每個采集周期采集每組電池的電壓，處理器根據電壓向維護實現(xiàn)電路發(fā)出指令，并執(zhí)行相應的維護動作。均衡電路采用單片機和晶體管完成，代替了均衡專用芯片。系統(tǒng)記錄存儲裝置中電壓、電流、溫度、電池壽命、剩余電量等異常信息的最大值。處理器供應TTL通信接口，現(xiàn)場計算機通過TTLRS232轉換模塊讀取存儲設備中的日志。為了防止充電過程中單片機崩潰等異常維護故障。新增二次維護電路。若電壓超過預置值，則啟動二次維護電路對三端熔斷器進行熔斷，防止故障的發(fā)生。

2.硬件規(guī)劃

2.1實現(xiàn)電路維護

維護執(zhí)行電路是維護動作的執(zhí)行機制，CH是充電控制開關，DISCH是放電控制開關。通過CH和DISCH的控制進行相應的維護操作，如圖2電路圖所示。

CH和DISCH在正常運行時設置在低電平，M1和M2同時打開。當放電過流或過放電狀態(tài)出現(xiàn)時，DISCH設置為高電平。此時，Q2斷開，Q3傳導，M2柵電容的電荷迅速放電，M2瞬間閉合，維修完畢。當充電過流或過充電狀態(tài)出現(xiàn)時，CH設為高電平，M1關閉。MOSFET電路選擇IRF4310,MOSFET的導通電阻是只有7k,流量高達140。

CH和DISCH在正常運行時設置在低電平，M1和M2同時打開。當放電過流或過放電狀態(tài)出現(xiàn)時，DISCH設置為高電平。此時，Q2斷開，Q3傳導，M2柵電容的電荷迅速放電，M2瞬間閉合，維修完畢。當充電過流或過充電狀態(tài)出現(xiàn)時，CH設為高電平，M1關閉。MOSFET電路選擇IRF4310,MOSFET的導通電阻是只有7k,流量高達140。