后备电源介绍

这种设计要求电路设计上充分考虑通道的干扰以及隔离措施，同时在算法设计上要考虑更多的异常捕获与处理。

（2）本技术的操作界面直观便捷，系统状态指示形象明了。触屏的操作方式可以大大提高系统的友好性及直观性，避免了传统的按钮输入方式的电路设计复杂以及输入控制实时性不高等缺点。要实现这一技术需要充分考虑界面设计的合理性同时考虑定制系统软键盘、对触摸屏器件的驱动设计等，同时设计上需要加入实时的多线程处理并做好中断处理等。

（3） 本技术采用最新的嵌入式ARM11芯片并使用WINCE6.0操作系统，相比于其他采用单片机及其他芯片的电源管理系统，ARMM11芯片具有更高的处理速度以及更好的稳定性，目前大量的智能设备均采用ARM11芯片，因此，本系统结合ARM11芯片和WINCE6.0操作系统来实现多线程的、实时的电源管理，由于ARM11芯片接口丰富，本系统同时还实现了对PC的通讯接口，包括当前电池组状态的输出与报告生成等功能。

（4）本系统具有对电池组各项性能指标的实时监控功能如电池组容量（SOC）、电池组/电池电压、电池组充电/放电电流；同时本系统具有系统告警功能如电池组的充电/放电状态、过充/过流告警、放电欠压/过流告警等；本系统还能管理电池组的充电/放电参数。

(5) 作为电源管理系统，SOC的监测一直是国内外研究的重点，本系统的SOC计算算法不是采用传统的理论公式计算或者是采集电流、电压反馈运算等方式，而是完全贴合当前电池组本身材料特性的

方法，即出厂前对每个电池组的充放电特性曲线、SOC特性曲线进行预先的测试、记录及分析，然后将其特性曲线固化到其管理系统中，这样一对一的定制化的系统，完全契合了电池组本身的材料及工艺特性，避免了理论估算可能带来的误差。

（6）本系统具有安全保护功能，能提供过充过放保护、短路过载保护、温度保护等功能。

（7）综合以上特点，本项目基于ARM的基站后备电源管理系统具有高效、安全、直观便捷的特征，采用此技术的电源管理系统安全可靠，操作性和稳定性好。

9. 总体性能指标

（1） 电压测量精度：0.5%；

（2） 温度测量范围（℃）：-40～125℃； （3） 电流测量精度：0.5%； （4） SOC测量精度：5%；

（5）单体电池电压采集精度：±15mV； （6） 电压输入范围：DC 48V。

10.技术的先进性和创新性

公司研究团队针对电动汽车锂离子电池管理系统，设计能够实时动态估计电池组在充电、放电和静置状态下的剩余电量的算法以及对锂电池健康状态和性能估计的方法；分析和研究锂离子电池组的基本

工作原理和充放电特性，通过对锂离子动力电池组的充放电试验，详细分析影响电池SOC的主要因素；建立了电池故障诊断的专家系统，对电池健康状态和性能进行实时在线评估。同时，建立了电池开路电压、充放电电流、电池温度、电池使用寿命、自放电率与电池SOC之间的对应关系，并将该模型应用于实际的SOC在线测量中，实现高效率、高精度的信号检测目的。公司研究团队开发了充放电双向均衡技术和模块化动态可调节热管理技术。

公司将开发的上述技术应用于12V、24V、48V、72V电源控制系统，试制为型号KN-32-1、KN-32-2、KN-32-3、KN-32-4的产品。公司将中试生产的磷酸铁锂产品通过委托加工方式制作成12V不同容量的单体电芯，通过与不同的电源控制系统组合形成完整的电源系统。公司与中国工程物理研究院电子研究所、重庆戴徕密客电源有限公司等单位合作，将产品与国内不同生产厂商的同类产品进行了对比实验，表明公司的电池管理系统在国内处于领先地位。

10. 国内外同类技术的比较

国外研究者在电池管理上做了大量的实践和理论工作，取得了丰硕的成果并应用在诸多场合如车载电池管理系统：美国的福特、通用及日本的丰田等为其小批量生产混合动力汽车、电动汽车配套的车载电池管理系统己经达到相当高的精度和水平。

在电池管理系统的研究上，国外主要进行了以下的工作：

10.1电池 SOC的测量

国外关于电池荷电状态SOC的研究大多是通过测量电池的电流电压等外界参数找出SOC与这些参数的关系，以间接的测出电池的SOC值。目前常用的有开路电压法、容量累计法、电池内阻法等。

10.2电池的动态监控

电池运行状态的至关重要，故电池管理系统的另一个功能是对电池进行动态监控。但是由于运行电池的性能不能直接观测，其性能还是要通过电池的外在电压、电流、温度等参数判断其运行状态是否正常。因此常用的方法是设计电池模糊诊断系统，通过模糊判断确定电池的运行状态，找出失效的单元电池。但是由于模糊系统判断过程缓慢，且需要大量实验数据组成专家系统。

10.3电池的热平衡管理

环境温度对电池的性能产生很大影啊，高温或低温对电池的寿命和容量都不利。美国研究者发现，Ni-MH 电池即使在-22℃时还能提供接近其设计容量的能量，但是总电压下降了9.2%，总电压波动增加到40.2%，单体模块的最大充电电压与其最小充电电压相比，电压波动增加了30.3%（原因是电池活性物质的活性变差）。这种由单体电池的SOC的波动引起的总电压的降低对电池的性能和寿命有害。同样，当环境温度高于40℃时，电池负极的储氢合金很容易析出氢气。在此温度下工作，特别是进行充电（充电反应是放热反应）时，会对电池寿命和性能产生不可恢复的致命性影响。

国外成功开发出的电池管理系统，比较有代表性的有：德国 Mentzer Ulectronic GmbH和Werner Retzlaff为首设计的 BADICHUQ