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。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

声明

致谢

第一章绪论

1.1研究背景

1.2常用动力型电池简介

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

3.3.3变压器的选择

3.3.4整流桥的选择

3.3.5占空比的计算

3.3.6 ton和toff的计算

3.3.7续流二极管D1的选择

3.3.8电容C2的选择

3.3.9电感L1的选择

3.4总结

第四章 基于FS312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FS312

4.3基于FS312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5421均衡电路

5.2.2基于TL431均衡电路

5.3能量反馈性均衡电路

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