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具有容量估測及電池平衡之磷酸鋰鐵電池管理系統

為了解決bmw ix充電規格的問題，作者黃彥穎 這樣論述：

本研究研發一套應用於磷酸鋰鐵電池組之電池管理系統，此系統具有校正點之容量估測功能及主動式電池平衡功能。主要以微控制器為核心，透過電流感測器量測電池組的電流及多電池芯監控晶片讀取每顆單電池芯的電壓。再根據量測資料估測出電池組的容量及計算出各電池芯與電池組間能量轉移所需的時間及方向。最後透過雙向多電池芯平衡控制晶片及雙向返馳式直流對直流轉換電路進行能量轉移，達到電池組平衡的目的。目前許多應與於磷酸鋰鐵電池的容量估測法被提出，如開路電壓法、卡爾曼濾波法及庫倫積分法等。開路電壓法需要電池長時間休息，故不切實際；卡爾曼濾波法需要準確的電池等效模型參數，才能準確估測電池容量。而一般庫倫積分雖然有初始容量

誤差缺點，但若能夠解決此問題便是最實用的估測方法。由於磷酸鋰鐵電池組在長期充放電下，會有不平衡情況發生且磷酸鋰鐵電池在SOC 20%至SOC 60%難以估測，目前許多應與於磷酸鋰鐵電池組的平衡法被提出。其中以應用雙向返馳式直流對直流轉換電路的主動平衡法最簡單且效率高。本研究研發一套具有校正點之容量估測功能及主動式電池平衡功能之電池管理系統。其中一個電池組由四顆電池芯串聯組而成，進行SOC估測及主動平衡實驗。實驗結果顯示在電池組的SOC估測時，可以顯著地消除因庫倫方法所引起的起始點誤差。測試結果也證實本研究使用的平衡策略能夠平衡電池組的不平衡現象及增加電池組的總電容量。