針對(duì)高容量鋰離子蓄電池組的管理要求,提出了一種自主智能化管理模塊設(shè)計(jì)方案,通過(guò)自主硬件均衡技術(shù)、By-pass驅(qū)動(dòng)技術(shù)分別實(shí)現(xiàn)了對(duì)鋰電池定值線性均衡控制和失效的某節(jié)單體旁路剔除,采用混合集成電路技術(shù),大幅度降低了產(chǎn)品體積質(zhì)量,增加了產(chǎn)品過(guò)程控制的穩(wěn)定性。該設(shè)計(jì)可為衛(wèi)星上高容量電池管理設(shè)計(jì)提供參考。 

【文章來(lái)源】：電源技術(shù). 2020,44(04)北大核心

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【部分圖文】：

圖１?空間均衡器功能原理框圖???個(gè)??

設(shè)計(jì)??在ＬＨＢ７０４厚膜集成工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中，因模塊功率大，在??工藝設(shè)計(jì)采用散熱好的氧化鈹陶瓷作為基板，氧化鈹具有很??高的導(dǎo)熱性，幾乎與純鋁相等，導(dǎo)熱系數(shù)２００￣２５０?Ｗ／（ｍ＊Ｋ）。??整個(gè)基板通過(guò)焊接工藝焊接在殼體上，基板上再焊接功率晶??體管和功率電阻，這樣可以最大程度地保證熱量快速傳導(dǎo)到??殼體，由于電流較大，采用＜ｐ?＝８０?Ｊｉｍ及２５０?ｆｉｍ的桂招絲，其??單根最大通過(guò)電流能達(dá)到４Ａ以上ｓ外殼采用承載較大電流??的功率引腳，每個(gè)引腳均能承受１０?Ａ以上電流８圖２為??ＬＨＢ７０４模塊圖。??圖２?ＬＨＢ７０４模塊圖??ＬＨＢ７０４模塊內(nèi)部均衡電路能夠智能地根據(jù)電池電壓對(duì)??充電電流進(jìn)行分流。分流電流隨電池電壓的變化情況如圖３??所示。??當(dāng)電池電壓低于４．０４５?Ｖ時(shí)，“均衡電路”不啟動(dòng)；在充電??過(guò)程中，若某節(jié)電池電壓高于４．０４５?Ｖ，?“均衡電路”啟動(dòng)，分??流部分充電電流，從而減小對(duì)電池“過(guò)充”的可能性；當(dāng)電池??趕洚技本￣?Ｅ３??＋２８Ｖ?職??圖１?空間均衡器功能原理框圖??究與設(shè)計(jì)??Ｖ／痗－ｔｆ痗余??ｖ／痗袖痗＜ｋ??ＷＥｉｌｌ?一?ｌｌＬＥｉｌ?個(gè)??２０２０．４?Ｖ〇ｌ．４４?Ｎｏ．４??５４６??

０〇ｘ?ｌ〇－６／°Ｃ，電容采用ＣＴ??或Ｘ７Ｒ系列的瓷質(zhì)電容及固體鉭電容，有源器件采用裸芯片，??變壓器采用環(huán)形磁環(huán)，自行繞制后粘接、焊接。所有引線的連??４．００?４．０Ｓ?４．１０?４．１５?４．２０?４．２５?４．３０??電池電壓／Ｖ??圖４?三極管特性變化對(duì)分流曲線的影響分析??運(yùn)放特性易受環(huán)境影響，因此考察了當(dāng)運(yùn)放的開(kāi)環(huán)增益??從９０?ｄＢ變化到１１０?ｄＢ時(shí)的分流狀況。由圖５可以看出仿真??曲線并不隨開(kāi)環(huán)增益的變化而變化，說(shuō)明分流結(jié)果不受運(yùn)放??參數(shù)的影響。??圖３?線性均衡功能示意圖??電壓在４．０４５４．２００?Ｖ變化時(shí)，分流電流在０－４?Ａ變化，且與??電壓呈線性關(guān)系；當(dāng)電池電壓高于４．２００?Ｖ時(shí)，分流電流維持??最大分流電流（４?Ａ）＇??經(jīng)仿真驗(yàn)證，線性混合均衡電路的分流精度受到電阻及??參考電壓精度的影響極小，更不受其內(nèi)部Ｓ極管、運(yùn)放特性的??影響。在電路調(diào)試過(guò)程中，可以通過(guò)光刻將內(nèi)部電阻定型設(shè)??計(jì)，選擇較合適的電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于參考電壓和放大倍數(shù)的精??確調(diào)節(jié)，從而準(zhǔn)確控制分流電流。??圖４給出了當(dāng)三極管的值分別為９０、１００、１１０時(shí)的分??流電流仿真結(jié)果。圖中三條仿真曲線完全重合在一起，可見(jiàn)??值在此范圍內(nèi)的變化不會(huì)影響均衡分流的結(jié)果。??電路包括門(mén)限比較基準(zhǔn)電路、均衡及自放電電路、Ｂｙ－ｐａｓｓ??驅(qū)動(dòng)電路以及智能信號(hào)生成電路四種模塊電路組成。蓄電池??組單體電壓首先送入門(mén)限比較基準(zhǔn)電路，該電路模塊中內(nèi)設(shè)??多個(gè)門(mén)檻：當(dāng)Ｖｃｅｉｌ３＝４．０５０?Ｖ時(shí)，均衡模塊電路開(kāi)始工作；??ＶＷ＞４．２００?Ｖ時(shí)均衡電流達(dá)到最大值４．０?Ａ；當(dāng)‘＾４．４００??Ｖ或Ｗｕ，矣２．０００

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種用于鋰離子蓄電池組的主動(dòng)均衡電路設(shè)計(jì)[J]. 趙旺彬,黃軍,陳海濤.  航天器工程. 2018(04)
[2]一種空間鋰離子電池自主旁路方法[J]. 胡斌,李玲,馮利軍.  電源技術(shù). 2017(08)
[3]一種空間鋰離子電池自主均衡方法[J]. 胡斌,李玲,馮利軍.  電源技術(shù). 2017(01)
[4]鋰離子蓄電池在DFH-4平臺(tái)上的應(yīng)用研究[J]. 魏強(qiáng),廖瑛,李紅林,余文濤,李大偉.  航天器工程. 2013(06)
[5]空間鋰離子蓄電池的特點(diǎn)及其管理模式[J]. 孫德全,黃才勇.  電源技術(shù). 2005(10)
[6]電壓檢測(cè)電路對(duì)鋰離子電池組的影響[J]. 蔣新華,馮毅,解晶瑩.  電池. 2005(02)

碩士論文
[1]空間鋰離子蓄電池組均衡管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 劉赫名.西安電子科技大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3382443