海口赛特蓄电池代理商

赛特蓄电池补充可以划分为两种模式，即充电模式和换电模式。其中换电又被称为机械充电，是通过直接更换已充电的动力蓄电池来达到电动汽车电能补充的目的。

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1 UPS电路技术的发展历程

最初的UPS中的逆变器都是带有输出变压器的。应该说,采用输出变压器是UPS逆变器输出电路形式所决定的,而变压器的存在却是弊大于利。逆变器电路技术演变过程的一个显著的表现形式是:是否必须用输出变压器?如何配置输出变压器?是否可能去掉输出变压器?

赛特蓄电池上世纪70年代生产的第一代三相UPS的典型电路结构形式如图1所示。图中所示的UPS包括一个由降压式自耦变压器绕组供电的二极管全波整流器和一个与整流器相并联、由自耦变压器的辅助二次侧绕组供电的晶闸管电池充电器。当电网停电时静态开关可将电池组连接到直流母线上供电。

逆变器由4个三相逆变器以全波方式运行(按照基波频率进行换向),每一个三相逆变器都与变压器的一次侧绕组相连接(三角形连接),再把这些二次侧绕组开放式变压器(Open Phase Transformers) 的二次侧以一定方式进行连接,以获得合成的输出电压。这4个变压器被分为两组,每一组都包含一个星形和一个Z形(曲折星形)的二次侧绕组,这两个二次侧绕组之间具有30°相位差。这一特殊的连接可消除n=6k±1(k为奇数)次的电压谐波,这等效于12脉波整流器中的两个移相式绕组在变压器一次侧中可抵消5、7次谐波。对于在变压器一次侧绕组中每相可能出现的3次和3n次电流谐波,由一次侧绕组的三角形接线方式来抵消,因此,输出端首先需要滤除的谐波为第11次谐波。输出电压的调整是通过移动两组变压器之间的相位(0<φ<180°)来完成的。由于首先需要滤除的是第11次谐波,所以输出滤波器的尺寸较小,这使得逆变器对负载变化的动态响应特性加快。

以晶闸管为基本功率器件的电路存在着换相安全和功率损耗的问题,为减少电路的能量损失和改善控制功能,下一代UPS开始使用一种新的脉冲电路,每个晶闸管都有其相应的灭弧电路。整个设备仅需两个变压器,如图2所示。为消除n=6k±1(k为奇数)次的谐波,只需要一组相位相差30°的逆变器,而这30°的相移是预先设置好的,并在每台变压器一次侧以“脉冲宽度调节”的方式(PWM)来实现对电压的调整。为达到预期的输出电压,可以将上述换向电路应用于每周期6次固定换向的基本脉宽调制(PWM)电路。

纯电动汽车动力蓄电池放电后，用直流电源连接动力蓄电池，将电能转化为动力蓄电池的化学能，使它恢复工作能力，这个过程称为动力蓄电池充电。动力蓄电池充电时，动力蓄电池正极与充电电源正极相连，动力蓄电池负极与充电电源负极相连，充电电源电压必须高于动力蓄电池的总电动势。

合适的充电方式不仅能够最大限度地发挥电池的容量，而且可以延长电池的使用寿命。纯电动汽车的充电方法包括常规充电方式和快速充电方式。

常规充电方式有恒电流充电方法、恒电压充电方法和阶段充电方法等几种．常规充电方式以较低的充电电流对电动车进行充电，一般充电时间较长，可达10~20h；常规充电方式的充电器安装成本比较低，电动汽车家用充电设施（车载充电机）和汽车充电站多采用这种充电方式。充电时段可以充分利用电力低谷时段进行充电，降低充电成本，提高充电效率，并延长电池的使用寿命。

快速充电方式有脉冲式充电法、变电流间歇充电方法、变电压间歇充电方法等几种，这里介绍常见的和基本的充电方法．快速充电方式以较高的充电电流在短时间内为蓄电池充电，充电时间短，可在10-30min完成，快速充电方式的充电器安装成本相对较高，充电效率较低，对电池寿命也有一定的影响。

(1)恒压充电方法

恒压充电是最基本的控制方式，电池端电压和电流的关系如图1所示。开始时，给定一个期望电压值，系统开始充电，充电电流随充电的进行不断减小；当充电电流小于一定值后，充电过程结束。恒压充电的最大特点就是控制简单，由于充电终期只有很小的电流流过，所以析气量小，能耗低；但由于充电初期充电电流过大，容易对电池极板造成冲击，严重时会损坏电池；恒压充电方式一般用于电池中途的补给充电，在开始充电阶段，一定要加保护措施，限制电流的最大值。

图1 恒压充电方法

图2 恒流充电方法

(2)恒流充电方法

恒流充电方法的控制过程如图2所示。开始时，充电器以恒定较大电流为电池充电，电池将要充满时，改用恒定的小电流为电池充电，进入浮充阶段，浮充的作用是为了补偿电池自放电的影响。这种方法能对电池组中的落后电池完全充电，消除电池电压的不平衡；但这种方法充电时间很长，析气严重，能耗高；恒流充电方法是目前广泛使用的一种充电方法。

(3)阶段充电方法

常用的分阶段充电方法有二阶段充电法和三阶段充电法。二阶段充电法的控制过程如图3所示，三阶段充电法的控制过程如图4所示。二阶段法采用恒流方法和恒压方法相结合，首先以恒流充电至预定的电压值，然后改为恒压方法完成剩余的充电。一般两阶段之间的转换电压就是第二阶段所保持的恒定电压。

图3 二阶段充电方法

图4 三阶段充电方法

三阶段充电方法在充电开始和结束时采用恒电流充电，中间用恒压充电。二阶段充电方法首先以恒流充电至预定的电压值，然后改为恒压，前两阶段之间的转换电压一般也是第二阶段所保持的恒定电压，当电流衰减到预定值时，由第二阶段转换到第三阶段进行恒流充电，后两阶段之间的转换电流一般就是第三阶段所保持的恒定电流。这种方法可以将出气量减到最少。

(4)脉冲充电方法

脉冲充电方法首先是用脉冲电流对动力蓄电池充电，然后让电池停充一段时间，如此循环，如图5所示。脉冲充电方法遵循动力蓄电池固有的充电接受率，能够提高动力蓄电池充电接受率，从而打破了动力蓄电池充电接受曲线的限制。

如图5所示，充电脉冲使动力蓄电池充满电量，间歇期使蓄电池经化学反应产生的氧气和氢气有时间重新化合而被吸收掉，使浓差极化和欧姆极化自然而然地得到消除，从而减轻了动力蓄电池的内压，使下一轮的恒流充电能够更加顺利地进行，使动力蓄电池可以吸收更多的电量。这种充电方法增大放电容量，减少电池发热，提高充电效率；缩短了充电时间，不产生大量气体和热量，但充电能量转化效率低，对动力蓄电池损害较大。

 

图5 脉冲充电方法

 

图6 变电流间歇充电方法

(5)变电流间歇充电方法

变电流间歇充电法建立在恒流充电和脉冲充电的基础上，其特点是将脉冲充电中恒流充电阶段改为限制充电电压改变充电电流间歇充电，其充电过程如图6所示。充电前期的各段采用变电流间歇充电的方法，保证加大充电电流，获得绝大部分充电量。充电后期采用恒定电压充电，直到电池恢复至完全充电态。变电流间歇充电方法通过间歇停充，使蓄电池经化学反应产生的氧气和氢气有时间重新化合而被吸收掉，使浓差极化和欧姆极化自然而然地得到消除，从而减轻了动力蓄电池的内压，使下一轮的恒流充电能够更加顺利地进行。

(6)变电压间歇充电方法

变电压间歇充电方法与变电流间歇充电方法不同之处在于第一阶段不是间歇恒流充电。而是间歇恒压充电，其充电过程如图7所示。这种方法更加符合最佳充电的充电曲线。在每个恒电压充电阶段，由于是恒压充电，充电电流自然按照指数规律下降，符合动力蓄电池电流可接受率随着充电的进行逐渐下降的特点。

车型定位：优异性能、优雅造型给中国造车理念带来冲击。

优雅动感跑车造型形成首因效应，博得良好的第一印象；动力性、舒适性、经济型、耐用性等汽车性能博得更多好感；豪华强悍“高大上”，最终博得消费者芳心——— 特斯拉让消费者“步步动心”。从高端做起、让车型更靓丽的打法，颠覆了电动车笨拙丑陋的传统印记，令人耳目一新。这也值得国内车企借鉴。

研发上，特斯拉更多致力于技术资源的整合，而不是面面俱到的原始正向研发。虽然再生能力和自身研发能力不很理想，但它拥有更多综合优势便于新车型更快推出。此前有消息说特斯拉将采用太阳能技术发电，让房主付出低廉的月租费，在没有首付款的情况下租赁太阳能光伏系统安装在自己的屋顶上，来降低家用电力费用。可见，特斯拉更多是借势而行，跨行业、跨地域合纵连横，显然比国内单打独斗的传统战法更胜一筹。

第五，公关定位：以逸待劳，百折不挠，任凭车身频自燃我自稳坐钓鱼船。

枪打出头鸟。在对特斯拉更多关注、观望和期待之时出现特斯拉起火事故，更容易引起媒体的放大效应和公众的集聚效应。最近的一起是，据美国CN BC有线新闻电视台2月13日报道，加拿大多伦多市一辆买来仅四个月的特斯拉M odelS型电动车，在并未插电的情况下发生自燃。这已经是5个月之内第5起M odelS起火事故。

若加拿大普通车型自燃，无论如何不可能成为跨越国界的新闻。特斯拉起火自燃，自是蹊跷，也够频繁，确实值得关注。其安全性暂且不论，只说它的公关方法。如果国内电动车如此三番五次起火，不要说股价一泻千里，企业甚至很可能关门，企业公关更会焦头烂额忙于解释澄清找专家鉴定开新闻发布会。但看特斯拉每次着火之后，总是不慌不忙，不做过多解释，只是两点：与电池、充电系统、适配器或电源插座无关；没有人员伤亡，说明车型安全。如果再多说一句，就是燃油汽车比电动车起火概率要高3-5倍。连具体数据论证都不给你。

例如：

⑴BADICHEQ系统及BADICOaCH系统。

德国的Mentzer Electronic GmbH和Werner Retzlaff经过大量的实验，在1991年设计了BADICHEQ系统，该系统具有以下几个功能：

⑴多个电池能够同时进行电压测量(最多20个)，另外可以对电流和温度进行测量;

⑵电池单元可以控制充电机的充电电流;

⑶可以储存历史数据;

⑷可以实现单体电池的均衡充电;

⑸具有仪表盘显示功能，可以显示电池单元的剩余电量以及各种异常报警;

⑹可以与PC机进行数据通信。

在BADICHEQ系统的基础上进行了一些改进，设计出BADICOaCH系统，该系统具有以下功能：

⑴每个电池单元都加有非线性电路，通过该电路完成对单体电池电压的测量，并且将该电池组所有电池的电压值由一根信号线送入该系统解码;

⑵采用RS232标准与PC机进行通信;

⑶当发现最差电池单元时，首先显示该电池

单元的剩余电量，其次对该电池进行过放保护并停止使用;⑷存贮最近24个充放电周期的详细数据;⑸当判断电池好坏时，允许快速查找电池基本信息和错误使用情况;⑹可以控制充电电流和电压值，采用两条PWM信号输出线来实现。

⑵BATTMAN系统。

该系统是德国B.Hauck设计的。该系统可以实现对不同型号电池组的管理，将不同型号电池组做成一个系统，然后通过硬件和软件两方面来选择。在硬件方面，通过改变硬件的跳线;在软件方面，通过增加选择参数的办法。

⑶电动汽车EV1上的电池管理系统。

该系统是美国通用汽车公司生产的。该系统最大的优点就是电池组的可靠性非常高。

该系统由四部分组成：

电池模块(用于汽车驱动和其它用电系统);

软件BPM(Battery Pack Module);

电池组热系统;

电池组高压断电保护装置(High Voltage Disconnect)。

软件BPM主要完成以下工作：

单体电池电压检测、高压保护功能、六路温度采样、电流采样、电池组充电控制、过放保护以及电量估计等。

⑷SmartGuard系统

该系统是由美国Aerovironment公司开发的。系统通过一个分布式的专用IC管理装置来测量电池的电压和温度，在主控部件有信号来时还可起动电流旁路电路。

该系统的主要功能有：

● 过充保护;

● 当放电反向时，发出报警信号;

● 能够记录历史信息;

● 提供最差电池单元的剩余电量信息。

⑸BatOpt系统。

该系统是由美国AC Propulsion公司开发的。在该系统中，每个电池上都装有监控模块，监控模块经过two_wire总线和中心控制单元通信，向主控单元报告电池电压、温度等信息，主控单元接收到上述信息后，发出相应的控制命令，这样就构成了一个分布式系统。

1.2.2系统的国内现状

相对于国外来说，国内的锂离子电池组监控管理系统主要是由高校与一些汽车生产商和电池供应商联合起来共同研发的，高校拥有自己的科技优势，经过多年的努力，研发了许多可靠的电池管理系统并已经投入使用。

⑴EV-6580轻型电动客车配套的电池管理系统。

该系统是由清华大学研发的。该系统可以实时测量和监控电池的充放电电流、电压等参数，同时提供了过充、过放保护，这样就大大提高了电池寿命，同时还开发了与该系统相匹配的充电系统。

⑵同济大学研发的锂离子电池管理系统该系统是同济大学与北京星恒电池有限公司合作研发的。该系统的主要功能有：电压、电流和温度的精确采集，电池电量估计，均衡保护，事故处理与记录等。

⑶北京理工大学研制的电池管理系统该系统是专门为电动汽车上的电池开发的。

该系统采用单片机作为微处理器，具有以下功能：

可以实时检测电池电量、电池组总电压、总电流和各单体电池电压以及电池组温度等各种运行参数;

具有故障诊断和报警功能;

采用分布式网络控制系统结构，系统参数送入PC机，在PC机中进行标定后，再通过CAN总线与其他系统进行通信，实现信息共享。

系统已经投入安装使用，结果表明该系统大大延长了电池组的寿命，提高了电动车的运行效率，当故障产生后能够及时发现进行处理，同时能够精确的估计电池组的剩余电量，提高了电动车的可靠性。

1.2.3锂离子电池保护的常用方案

从前面的介绍中，我们可以看到，在锂离子电池组的使用过程中，锂离子电池易受到过充、过放的影响，大大减少锂离子电池的使用寿命。因此，锂离子电池组的保护电路是非常重要的。

锂离子电池组保护电路首先应当具有对锂离子电池组的过充保护、过放保护、均衡保护功能。另外，其保护电路除了能够完成以上功能，还需具备以下特点：

⑴低功耗电流。

保护电路是在电池工况出现异常的情况下工作，因此保护电路消耗的电流要尽量小，实现降低损耗的目的。

⑵检测精度要高。过充电检测要求电路的精度高，如果检测精度不高，就不能保证电池容量的充分使用。

⑶工作电压低。

保护电路对锂离子电池进行保护时，由于单节锂离子电池的电压较低，当电池放电时，电压就会进一步降低，因此，保护电路应该能在低电压下工作。

针对上述提出的应当完成的功能和具备的特点，在目前来说，常用的锂离子电池管理方法主要有两种：

⑴采用专用芯片的锂电池管理系统。在常见的便携式设备中，通常使用容量较小的锂电池。首先，考虑的便携式设备的需求，通常要求系统的保护电路也尽可能小。其次，考虑到电池容量也相对较小，不需要过度考虑系统的均衡及保护问题。通常使用专用管理芯片并配合外围电路即可实现简单的电池充放电管理及保护功能。

⑵基于监测的锂电池管理系统。在大容量的锂电池应用系统中，专用的锂电池管理芯片已不能满足需要，需要采用采用微控制器来实现系统管理。我们通过信号采集电路采集电池组的各种数据，然后将这些数据送入微控制器进行分析，根据分析结果来判断电池组中各个电池的工作状态好坏，依据系统的硬件和软件设计，对锂电池组进行智能化管理保护，从而实现对锂电池电能的有效利用和延长电池寿命的目的。

本文是针对16节锂离子电池组进行均衡保护设计的，而专用芯片最多只能实现对13节电池的保护，因此，如果采用专用芯片保护，那么至少需要2个专用芯片才能实现，提高了系统的成本。另外，采用专用芯片的话，锂电池组的电池个数将固定，这样系统的灵活性较低。综合多方面的考虑，本文采用基于微控制器锂离子电池监控系统的方案，微控制器选用低功耗的MSP430单片机。

1.3课题意义及主要研究内容

1.3.1本文的意义

锂电池是20世纪末才出现的绿色高效能可充电电池，目前随着锂离子电池的推广及大量应用，锂离子电池深受社会和用户的欢迎。日常生活中，人们所用的手机、笔记本电脑、数码相机及众多的便携式设备均已使用锂离子电池作为电源。

如此沉稳自信，本身就消除了很多疑虑；以逸待劳，淡化低调，不做过多解释，也就不会授人以柄，避免了再度炒作。火灾过后，烟消云散，特斯拉一如既往，光环依旧，荣耀不减。

站在旁观者立场上说，即使特斯拉安全性能上有什么问题，也是电动车研发过程中不可避免的，特斯拉也完全有能力尽快解决问题。业界召回的问题车辆很多，特斯拉的召回并没有引起更多波澜，也说明特斯拉的产品力和公关态度已经刷新了人们的宽容度。

总结一下，特斯拉的中国冲撞意义深远。其在中国前进的每一步，都会给固步自封者一个响亮的耳光，其尖端科技和商业运作模式将成为倒逼行业改革的经典范例。

对行业和监管者来说，环境改善是民心所向，节能减排是大势所趋，就算在关税问题上不可讨论，在补贴问题上双重标准，如果在充电站建设上开放绿灯，也可以体现政府根治雾霾的决心。未来，不可能将丰田、本田、日产、大众的合资车充电网络建设全部屏蔽于外，也不可能只针对特斯拉不提供电网支持，那只怕会在市场开放、电力屏蔽的矛盾中被人诟病，行政藩篱下的垄断只能贻误良机。

特斯拉的中国冲撞撞出了国内外矛盾和中西方反差，以及观念上迥异，撞出了危机，同时也撞出了前景。整个行业有理由乐观和自信，只要打破藩篱，加速扶持，加强企业发愤图强，中国新能源车的春天很快会到来。