基于混合动力汽车用动力型锂电池保护电路的研究

【摘要】： 锂离子/锂聚合物电池是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/锂聚合物电池的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/锂聚合物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FS312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。 【关键词】：锂电池 充放电 均衡 智能管理
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TM912
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 致谢7-13
• 第一章 绪论13-21
• 1.1 研究背景13
• 1.2 常用动力型电池简介13-19
• 1.2.1 铅酸电池14
• 1.2.2 镍镉电池14-15
• 1.2.3 镍氢电池15-17
• 1.2.4 燃料电池17
• 1.2.5 锂离子电池17-19
• 1.3 国内外研究现状19
• 1.4 研究意义及目的19-20
• 1.4.1 研究目的19-20
• 1.4.2 研究意义20
• 1.5 主要内容安排20-21
• 第二章 锂电池的原理及其特性21-31
• 2.1 锂电池的类别及其化学原理21-25
• 2.1.1 锂离子电池(Lithium-lon)21-22
• 2.1.2 负极材料22
• 2.1.3 正极材料22-24
• 2.1.4 电解质24-25
• 2.2 锂聚合物电池(Lithium-Polymer)25-26
• 2.3 锂离子/锂聚合物电池的外特性26-30
• 2.3.1 电池电压26-28
• 2.3.2 充放电电流28
• 2.3.3 电池寿命28-29
• 2.3.4 过充现象29
• 2.3.5 过放现象29
• 2.3.6 过温现象29-30
• 2.4 总结30-31
• 第三章 锂电池充电方式及其充电电路31-41
• 3.1 充电方式31-36
• 3.1.1 线性充电方式31-32
• 3.1.2 开关充电方式32-33
• 3.1.3 脉冲充电方式33-36
• 3.2 并冲实用型充电电路36-37
• 3.3 基于PWM脉冲充电电路37-40
• 3.3.1 主电路37-38
• 3.3.2 参数计算38-40
• 3.4 总结40-41
• 第四章 基于FS312锂电池充放电保护电路设计41-48
• 4.1 锂电池的充放电控制芯片41
• 4.2 主控芯片FS31241-43
• 4.3 基于FS312的保护电路设计43-45
• 4.3.1 正常状态43
• 4.3.2 过充电保护43-44
• 4.3.3 过放电保护44
• 4.3.4 过电流保护44-45
• 4.3.5 短路保护45
• 4.4 其它保护电路45-48
• 4.4.1 MOSFET保护电路45
• 4.4.2 下限自锁电路45-48
• 第五章 锂电池均衡电路研究48-55
• 5.1 多串锂电池组的缺陷48-49
• 5.2 能耗型均衡电路49-52
• 5.2.1 基于5421均衡电路49-51
• 5.2.2 基于TL431均衡电路51-52
• 5.3 能量反馈性均衡电路52-55
• 5.3.1 电容飞渡电路53-54
• 5.3.2 变压器反馈形54-55
• 第六章 锂电池智能管理系统研究55-65
• 6.1 智能管理系统55-56
• 6.1.1 系统软件的设计原则55
• 6.1.2 系统总体结构55-56
• 6.2 各个模块功能56-65
• 6.2.1 系统初试化模块56-60
• 6.2.2 参数测量模块60-62
• 6.2.3 数据的计算模块62
• 6.2.4 电量管理模块62-63
• 6.2.5 充电控制模块63
• 6.2.6 均衡控制模块63-64
• 6.2.7 SMBus通信模块64
• 6.2.8 按键及LED处理模块64
• 6.2.9 保护控制模块64-65
• 第七章 实验研究65-70
• 7.1 电池充电波形65-67
• 7.2 电源带载实验波形67-70
• 第八章 结论与展望70-71
• 参考文献71-73

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