一種鋰電池管理系統(tǒng)及方法的研究

摘要:本文研究的鋰電池應用管理系統(tǒng)包括:單鋰電池、鋰電池充放電管理模塊、鋰電池過流保護模塊、鋰電池電壓過流保護模塊和鋰電池升壓模塊。實時監(jiān)測鋰電池的充放電電流和電壓。

【關(guān)鍵詞】鋰電池充放電過放電保護過電流保護

1概述

鋰電池具有體積小、重量輕、比能大、循環(huán)壽命長、自放電率低、無記憶效應、綠色環(huán)保、工作溫度范圍寬等特點。鋰電池已廣泛應用于移動通信設(shè)備,例如移動環(huán)設(shè)備、無線電頻率光纖分布系統(tǒng),網(wǎng)絡信號監(jiān)控等,實現(xiàn)這些設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測外電源時。通常設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)在供電電壓9 V以上,單節(jié)鋰離子電池的額定電壓3.7 V,常見的解決方案是使用多個類鋰電池系列,以滿足應用系統(tǒng)的電源電壓的要求,因為每個細胞在工廠時存在一定的差異,與循環(huán)數(shù)的增加,一系列的鋰離子電池的所有差異會越來越大,造成電池充電時間的每一個細胞,導致電池沖,充電或放電,容易造成電池的損壞。

為了克服鋰電池應用的不足，特別是多鋰電池串聯(lián)不平衡充放電的問題，基于單鋰電池應用的管理系統(tǒng)和技術(shù)方案可以有效地解決這些固有的缺陷。

2 .鋰電池充放電管理要求

鋰電池過充、過放電、過電流、高溫、低溫使用都可能造成鋰電池的物理和化學損傷。

理想的鋰電池充電過程:預充電、恒流充電、恒壓充電、涓流充電、完成充電。不斷監(jiān)測鋰電池的電壓，并與閾值進行比較。如果電壓低，則重新開始充電。

理想的鋰電池充電電壓和電流曲線如圖1所示。

 

單鋰電池管理系統(tǒng)框圖

單個鋰電池的標稱電壓通常為3.7v，往往難以滿足設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的供電要求。

單鋰電池充放電管理系統(tǒng)包括:鋰電池充放電管理模塊、鋰電池過流放電保護模塊、鋰電池過流電壓保護模塊和鋰電池電壓升壓模塊。系統(tǒng)原理框圖如圖2所示。

鋰電池管理系統(tǒng)的輸入部分是外部充電電源，輸出部分是應用系統(tǒng)的工作電源。其中，鋰電池充放電管理模塊、鋰電池電壓過放電保護模塊和鋰電池放電過電流保護模塊只是在邏輯上進行劃分，可以在物理上進行集成。