串联蓄电池均衡充电系统

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1、万方数据第6卷第1期南京师范大学学报(工程技术版)V01．6No．12006年3月JOURNALOFNANJINGNORMALUNIVERSITY(ENGINEERINGANDTECHNOLOGY)Mar．2006串联蓄电池均衡充电系统孙频东(南京师范大学电气与自动化工程学院，江苏南京210042)[摘要]用电感、二极管和开关器件构成串联蓄电池充电的均衡电路，使蓄电池在串联的情况下，实现均衡充电．分析了均衡器的工作原理，指出该均衡器具有动态分配过充电能的特点．利用蓄电池的充电电压和充电状态之间的关系，用蓄电池的状态估计法和倒推法，解决了

2、均衡器中开关器件的PWM脉冲占空比的计算问题．整个串联蓄电池充电系统具有结构简单、灵活和可扩展的优点．[关键词]蓄电池，充电器，均衡电路，单片机[中图分类号]’FM912[文献标识码]A[文章编号]1672—1292(2006)01-0012-05ChargingSystemforSeriesConnectedBatterySUNPindong(SchoolofElectricalandAutomationEngineering，NanjingNormalUniversity，Nanjing210042，China)Abstract：T

3、heproposedchargeequalizingcircuit(CEC)，whichconsistsofinductor，diodeandswitchingdevice，performsanequally—chargingcharacteristicforserieslyconnectedbatteries．TheoperationalprincipleofCEC，whichcanredistributeexcesschargingenergy，hasbeenanalyzedinthepaper．Takingadvantageoft

4、herelationshipbetweenthestateofchargesandthevoltageofbatteries，thedutyratioofswitchingdeviceintheCECcanbecalculatedbyU—singmeasuredvohageofbattery．ThewholesystemofCECachievessimplestructure，flexibilityandextendibility．Keywords：battery，chargingdevice，equalizer，microcontro

5、ller0引言在对串联连接的蓄电池组进行充电时，由于电池组中各基本单元的电化学特性存在差异，当一些单元电池被充满电时，而另一些单元电池尚需继续充电，这使得被充满电的单元发生过充电现象．过充电，对蓄电池产生非常不利的影响．相反，那些长期充电不足的蓄电池，会使蓄电池容量下降，内阻增加，造成蓄电池的早期损坏。因此，如何防止蓄电池在充电过程中出现过充和充电不足现象，引起了国内外学者的广泛关注，提出了许多解决上述问题的方法，如在单元电池旁并联均衡器，为充电电流提供一条分流的路径，使未完成充电的蓄电池得以继续充电，已完成充电的蓄电池不再被继续充电．

6、由于使用的均衡器各有不同，使得充电系统在性能上各有特点，在单元电池旁并联电感和开关器件既可以分流又能节能．1蓄电池组充电器的工作原理及控制策略蓄电池组均衡充电是通过外接均衡器实现的，对均衡器的工作原理作如下分析．1．1均衡器的工作原理均衡电路对被充电蓄电池的作用主要在充电的后期，常用的均衡电路如图1、图2所示．图1所示的均衡器具有控制简便的特点，但均衡器工作时要消耗部分电能．图2所示的均衡器能通过电感储能，将过充的能量回送到电源，具有节能的特点．均衡器的工作原理如下：当第i(i=1，2，⋯，m)个单元电池充电到规定电压后，均衡器开始工作

7、，充电系统控制器对开关器件5i的门极加周期性触发脉冲U旷设U酊=0，开收稿日期：2005-04—20．作者简介：孙频东(1957一)，副教授，主要从事电力电子方面的教学与研究．E—mail：sunpindg@sina．corn一12—万方数据孙频东，等：串联蓄电池均衡充电系统图1均衡器原理圈图2推荐使用均衡器原理图能回馈关Si断开；U酊=1，开关Jsi接通．当Si接通时，电感厶储能，电感电流i。i线性增长如(1)式及图3所示：ViL。(t)=iL。(％)+丁’bi￡(f1≥t>￡o)(1)上Ji式中，K。为第i个充足电后蓄电池的电压值．

8、当si断开时，电感电流i。：通过二极管Di将电能回送电源，这时，电感电流线性下降，如(2)式及图3所示：“￡)=iLi(≠，)一(t—t，)·∑巧(f2≥t>t。)(2)式中，n=i—l，i≠1．当i=1时