动力型锂电池智能管理系统的研究

论文摘要

锂离子电池是90年代发展起来的一种新型二次电池,它兼具高能量密度和长循环寿命等优点,因此迅速成为实际应用尤其是混合动力汽车中储能元件的首选对象。本文在对锂离子电池电化学原理和外特性进行分析的基础上,主要介绍了锂离子电池的各种充电方式、电池的均衡、充放电保护电路以及锂电池智能管理系统的基本组成,同时对线性充电器和开关电源式充电系统、基于R5421充放电保护电路、基于TL431电池的均衡、基于DSP2407A锂电池智能管理系统进行了详细的设计,并给出了实验结果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 常用动力性电池简介
• 1.2.1 铅酸电池
• 1.2.2 镍镉电池
• 1.2.3 镍氢电池
• 1.2.4 燃料电池
• 1.2.5 锂离子电池
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 研究意义及目的
• 1.4.1 研究目的
• 1.4.2 研究意义
• 1.5 主要内容安排
• 第二章 锂电池的原理及其特性
• 2.1 锂电池的类别及其化学原理
• 2.1.1 锂离子电池（Lithium-lon）
• 2.1.2 负极材料
• 2.1.3 正极材料
• 2.1.4 电解质
• 2.2 锂聚合物电池（LITHIUM-POLYMER）
• 2.3 锂离子/锂聚合物电池的外特性
• 2.3.1 电池电压
• 2.3.2 充放电电流
• 2.3.3 电池寿命
• 2.3.4 过充现象
• 2.3.5 过放现象
• 2.3.6 过温现象
• 2.4 总结
• 第三章 锂电池充电方式及其充电电路
• 3.1 充电方式
• 3.1.1 线性充电方式
• 3.1.2 开关充电方式
• 3.1.3 脉冲充电方式
• 3.2 并冲实用型充电电路
• 3.3 基于PWM脉冲充电电路
• 3.3.1 主电路
• 3.3.2 参数计算
• 3.4 总结
• 第四章 基于R5421锂电池充放电保护电路设计
• 4.1 锂电池的充放电控制芯片
• 4.2 主控芯片R5421
• 4.3 基于R5421的保护电路设计
• 4.3.1 正常状态
• 4.3.2 过充电保护
• 4.3.3 过放电保护
• 4.3.4 过电流保护
• 4.3.5 短路保护
• 4.4 其它保护电路
• 4.4.1 MOSFET保护电路
• 4.4.2 下限自锁电路
• 第五章 锂电池均衡电路研究
• 5.1 多串锂电池组的缺陷
• 5.2 能耗型均衡电路
• 5.2.1 基于FS312均衡电路
• 5.2.2 基于TL431均衡电路
• 5.3 能量反馈型均衡电路
• 5.3.1 电容飞渡电路
• 5.3.2 变压器反馈形
• 第六章 锂电池智能管理系统研究
• 6.1 智能管理系统
• 6.1.1 系统软件的设计原则
• 6.1.2 系统总体结构
• 6.2 各个模块功能
• 6.2.1 系统初试化模块
• 6.2.2 参数测量模块
• 6.2.3 数据的计算模块
• 6.2.4 电量管理模块
• 6.2.5 充电控制模块
• 6.2.6 均衡控制模块
• 6.2.7 SMBus通信模块
• 6.2.8 按键及LED处理模块
• 6.2.9 保护控制模块
• 第七章 实验研究
• 7.1 电池充电波形
• 7.2 电源带载实验波形
• 第八章 结论与展望
• 参考文献
• 后记
• 致谢