發(fā)布時(shí)間：2017-07-29 08:17

  本文關(guān)鍵詞：通信用磷酸鐵鋰電池使用特性及管理研究

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【摘要】：隨著通訊設(shè)備的小型化和分散化發(fā)展及其長期在高溫環(huán)境下使用的情況,要求通訊后備電池具有體積小、比能量高且耐高溫等特點(diǎn),因此鋰離子電池替代鉛酸電池的前景被看好。然而,鋰離子電池的安全性差,需要進(jìn)一步研究其安全性和電池組的管理系統(tǒng)。本文針對(duì)安全性較好的磷酸鐵鋰電池,結(jié)合本企業(yè)生產(chǎn)的通信后備磷酸鐵鋰電池,采用針刺、過充、短路、熱沖擊、擠壓等方法進(jìn)行了安全性測試,并研究了電池和電池組的循環(huán)性能、一致性和高低溫性能,設(shè)計(jì)電池組的均衡限流管理系統(tǒng)。安全性測試表明,磷酸鐵鋰電池均能通過針刺、過充、短路、熱沖擊、擠壓等各種嚴(yán)苛測試,不起火,不爆炸;在溫度特性上,通過寬溫度范圍的放電測試表明,磷酸鐵鋰電池能夠在-40℃至60℃范圍內(nèi)放電,25℃100%DOD(Depth of Discharge)循環(huán)壽命達(dá)到2100次以上,能夠滿足通訊后備電源使用要求。但是,電池經(jīng)過45℃高溫放置14天后一致性變差,內(nèi)阻分散、自放電率差異大,需要進(jìn)行均衡管理。針對(duì)通信后備用鋰離子電池組的場景特點(diǎn),建立了分充均衡模型,所設(shè)計(jì)的管理系統(tǒng)具有充電限流和分充均衡功能,通過軟件邏輯控制,保證每個(gè)電池組在浮充情況下,將電池組每串電池充滿電,達(dá)到電池組最理想放電容量。利用所設(shè)計(jì)的控制電路組裝了15只10Ah磷酸鐵鋰串聯(lián)電池組,1000次循環(huán)測試結(jié)果顯示,分充均衡與傳統(tǒng)旁路電阻均衡方式相比,電池組的剩余容量高出10.7%,表明設(shè)計(jì)的分充均衡管理系統(tǒng)能夠提高電池組浮充使用的壽命。充電限流功能能夠限制充電電流,在有損電池的充電電流情況下,可以將電池限制在設(shè)置值,保證電池可以適用于通信不同電源功率的場景,并可支持電池組并聯(lián)擴(kuò)容。
【關(guān)鍵詞】：磷酸鐵鋰電池 使用特性 管理 通信應(yīng)用
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM912
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-22
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義9-11
• 1.2 鋰離子電池概述11-12
• 1.2.1 鋰離子電池發(fā)展歷史及趨勢11-12
• 1.2.2 鋰離子電池的基本組成單元12
• 1.3 磷酸鐵鋰電池在通信后備電池中的應(yīng)用現(xiàn)狀12-21
• 1.3.1 磷酸鐵鋰電池的發(fā)展歷程12-13
• 1.3.2 磷酸鐵鋰電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理13-14
• 1.3.3 通信用磷酸鐵鋰電池產(chǎn)品特點(diǎn)14-15
• 1.3.4 國內(nèi)磷酸鐵鋰電池應(yīng)用于通信后備電池現(xiàn)狀15-16
• 1.3.5 國外鋰離子電池應(yīng)用于通信后備電池現(xiàn)狀16-17
• 1.3.6 電池管理系統(tǒng)基本原理17-21
• 1.4 本論文的選題背景和研究內(nèi)容21-22
• 第2章 實(shí)驗(yàn)研究方法及理論分析22-28
• 2.1 實(shí)驗(yàn)用儀器22
• 2.2 研究方法設(shè)計(jì)技術(shù)依據(jù)22-24
• 2.2.1 電池性能測定依據(jù)23
• 2.2.2 電池管理性能測定依據(jù)23-24
• 2.3 測試方法24-28
• 2.3.1 磷酸鐵鋰電池特性測試24-25
• 2.3.2 管理系統(tǒng)保護(hù)功能測試25-26
• 2.3.3 均衡控制管理測試26-27
• 2.3.4 充電限流功能測試27-28
• 第3章 磷酸鐵鋰電池特性研究28-39
• 3.1 磷酸鐵鋰電池安全特性分析28-34
• 3.1.1 針刺測試28-29
• 3.1.2 外部短路29-31
• 3.1.3 擠壓測試31-32
• 3.1.4 過充測試32-33
• 3.1.5 熱沖擊試驗(yàn)33-34
• 3.2 磷酸鐵鋰電池循環(huán)特性分析34-35
• 3.3 磷酸鐵鋰電池溫度特性分析35-36
• 3.4 磷酸鐵鋰電池一致性特性分析36-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 第4章 通信用磷酸鐵鋰電池組管理系統(tǒng)研究39-65
• 4.1 磷酸鐵鋰電池管理系統(tǒng)保護(hù)功能研究39-51
• 4.1.1 磷酸鐵鋰電池管理系統(tǒng)電壓管理42-44
• 4.1.2 磷酸鐵鋰電池管理系統(tǒng)電流管理44-48
• 4.1.3 磷酸鐵鋰電池管理系統(tǒng)溫度管理48-51
• 4.2 磷酸鐵鋰電池管理系統(tǒng)均衡控制管理研究51-60
• 4.2.1 均衡控制在通信行業(yè)應(yīng)用新模型51-53
• 4.2.2 均衡控制方式分析53-55
• 4.2.3 分充均衡設(shè)計(jì)及分析55-60
• 4.3 充電限流電路研究60-64
• 4.4 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-66
• 參考文獻(xiàn)66-74
• 致謝74-75
• 個(gè)人簡歷75

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