低温管理系统设计

　　本文介绍了一种由32个20Ah4串联和8个并联单元组成的低温智能处理系统的规划方法。该方法具有基础维护、功率测量、功率平衡和故障记录功能。经过测试，系统运行良好，满足规划要求。

　　目前的锂电池处理系统主要是为高容量电池组和短电池寿命设计的。处理系统服务设备耗电量高，电池周期短，处理系统本身耗电量不低，不适合低功率表面应用。对于气体远程监测，均匀系统电流只有几毫安，并且需要在低温下连续工作6个月以上。为了满足本项目的应用，本文介绍了一种低温智能锂电池处理系统的规划方法。具有基础维护、功率测量、电荷平衡、缺陷记录等功能。经过测试，系统运行良好，满足规划要求。

　　1. 系统的总体结构

　　处理系统主要由基本维护电路、电量仪、平衡电路和二次维护组成，如图1所示。

　　根据低功耗的考虑，在规划中选择了许多低功耗器件，如MSP430FG439低功耗单片机处理器。工作放大器采用LT1495，工作电流只有1.5A;数字电位器采用AD5165，静态电流低至50nA。在间歇运行电路中增加功率处理电路，运行电流大，降低能耗。该组的附加电压为14.8V，由4节电池串联而成。每个电池包含8节独立电池。正常工作电压2.5V ~ 4.2V。

　　每个采集周期采集各组电池的电压，处理器根据电压向维护电路发出指令，并执行相应的维护动作。均衡电路采用单片机和晶体管来完成，而不是均衡专用芯片。系统记录存储设备的电压、电流、温度、电池寿命、剩余电量等异常信息的最大值。处理器提供一个TTL通信接口，现场计算机通过TTLRS232转换模块读取存储设备中的日志。防止单片机在充电时崩溃等异常维修故障。增加了二次维护电路。当电压超过设定值时，启动二次维护电路熔断三端熔丝，防止故障发生。

　　2. 硬件规划

　　2.1电路维修

　　维修执行电路是维修动作的执行机构，CH是充电控制开关，DISCH是放电控制开关。维护操作通过CH和DISCH的控制来完成，如图2中的电路图所示。

　　正常运行时CH和DISCH设置为低电平，M1和M2同时开启。当放电过流或过放电状态发生时，DISCH电平设置为高。此时Q2断开，Q3导通，M2栅极电容的电荷迅速放电，M2瞬间闭合，维护完成。当发生过流或过充状态时，CH调高，M1关闭。MOSFET电路选用IRF4310,MOSFET上电阻仅为7K，流量高达140。

　　正常运行时CH和DISCH设置为低电平，M1和M2同时开启。当放电过流或过放电状态发生时，DISCH电平设置为高。此时Q2断开，Q3导通，M2栅极电容的电荷迅速放电，M2瞬间闭合，维护完成。当发生过流或过充状态时，CH调高，M1关闭。MOSFET电路选用IRF4310,MOSFET上电阻仅为7K，流量高达140。

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