铅酸蓄电池管理系统实现的软硬件研究

本论文旨在实现一套完整的铅酸蓄电池管理系统,包括蓄电池状态检测、均衡充放电管理、温度管理、充放电管理等。详细分析了蓄电池状态检测的两个方面:反映蓄电池内部短期变化的剩余容量SoC的测量以及反映蓄电池内部长期变化的老化程度SoH的测量。提出了一种基于AH定律、Peukert方程、温度修正及老化因素的容量预测,以及一种可以实现在线测量的新型放电周期法来测量蓄电池的老化程度SoH。 本文提出一种新型的开关组件架构,比原有的开关组件节省了40%的开关数量。其控制采用PLD来实现,增加了硬件容错能力,从而能减小系统复杂度,且提高了系统的可靠性。这套开关组件的架构和控制同样可应用于电压巡回采样系统中,其中的开关元件采用松下生产的PhotoMOS型固态继电器AQ212来实现。由于它们可以共地驱动,驱动电路可得到极大简化。 同时本文提出一种新型的蓄电池充电电路,用做蓄电池管理系统的主充电器,并给出了实验结果。这种新型充电电路可以极大的减小表现在传统移相全桥中的环流损耗,在整个负载范围内都能够实现软开关,效率比传统的移相全桥高出许多,滤波器能做得小很多。 在本论文的最后,介绍了蓄电池管理系统的其他部件的设计,并给出了蓄电池管理系统的样机图片。