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详细介绍超低温智能化锂电池解决管理体系的整体规划方案

详细介绍超低温智能化锂电池解决管理体系的整体规划方案

来源:
2021/09/28 14:25
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【摘要】:

  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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