铅酸蓄电池以其技术成熟、成本低,是使用最广泛的一种电池。目前在电动车、UPS不间断电源等领域,它已经成为最重要的关键系统部件之一。由于蓄电池的充放电是一个复杂的电化学过程,尽管很多厂商的蓄电池号称有10年的浮充寿命,在实际应用中,由于充电方式的简单,这些蓄电池的实际浮充寿命还不到标称寿命的一半。同时,在实际应用中,这些电池往往是多个串联的,这样在近年来,人们对城市空气质量以及地球石油资源危机等问题日趋重视。为了保护环境,节约能源,在世界范围内以蓄电池作为电力能源在交通运输、通信等部门的设备中,已得到广泛运用。 充放电时会发生不均衡现象,导致某些电池容量损失,寿命较短。当一组电池中的某个单体或者几个单体损坏,电池应用客户往往无法判断是哪个电池单体发生故障,因此只能一整组电池更换,从而引起大量的浪费。 本论文从几种常用电池的化学原理、充放电工作特点以及在使用时会遇到的一些主要问题着手,介绍了电池管理系统几个主要组成部分—充放电管理、容量预测、均衡充电,详细分析了已有的理论和方法,具体分析了相关管理方法的理论依据。对一种简单实用的快速充电法进行了改进,在大电流充电阶段加入模糊控制并且对充电曲线进行优化,从而保证了蓄电池充电的快速与安全。 同时本论还研究设计一个以DSP为核心的智能型电池充电器。此系统由充电电路和均充电路构成,并配合模糊充电法对电池充电。在残电量检测方面以准确度和成本为考虑,采用较精确的内电阻测定法对电池残电量进行估计。 整个充电器系统能够达到6-8小时之内快速且均匀充电的目的。且因为采用模糊充电法能够适当依电池电压、电量和温度的不同,给予不同程度的充电电流;再加上均充器能调节电池的电压高低,所以不至于造成电池的损坏情形发生,进而保护电池;在残电量部分则因为内电阻会受到环境温度、电池内部腐蚀、电池老化因素、输出电流量等的影响而有变化,因此只要测量内电阻就可以很准确的估计到电池容量。