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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

為了解決電動車50cc推薦的問題，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。

鋰鐵電池組殘餘電量估測之研究及設計

為了解決電動車50cc推薦的問題，作者陳鴻琩 這樣論述：

本文建構一個鋰鐵電池充放電電量的估測系統。此系統結合電流感測器ACS759、電池組監控晶片LTC6803、數位信號處理器TMS28335、及人機介面軟體LabVIEW。電流感測器測量充放電的電流，電池組監控晶片監測每個電芯的電壓，數位信號處理器執行資料的擷取、處理、及傳送，人機介面軟體負責收集顯示資料及人機的溝通。電池的電容量一般是以安培小時(Ah)表示，也就是以時間對電流進行積分。庫倫法是利用電荷守恆定律，以輸入電池的電荷量等於輸出電池的電荷量為基礎，將電流與時間做積分運算，並適當修正電荷轉換之間的損失，即可得知電池的殘電量。故庫倫法是目前較為可行、準確度高的電容量檢測法。但庫倫法要準確之

首要條件電流檢測及積分運算必須準確。故本研究首先進行電流感測器的校正，接著採用梯形積分、辛普森法、辛普森3/8法、及四等分法等四種積分法則對電流進行積分以求得充放電的電容量。鋰鐵電池充電方式大部份採用定電流定電壓方法，故本研究採用定電流定電壓充電方式作為庫倫充電電容量估測法的研究對象。但在放電方面因負載之不同而有所不同，故本研究在庫倫放電電容量估測方面採用固定負載及變動負載兩種。測試結果以Arbin測試系統的量測結果為基準進行誤差計算。在定電流定電壓充電模式及相同20 ms取樣時間下最大誤差在0.8%以下，如取樣時間改為500ms時最大誤差則增大為1.85%。在變動負載方面，弦波形電流放電之最

大誤差為0.89%，但三角波形電流放電之最大誤差則增加至4.87%。在標準電動汽車在城市的道路模擬曲線(FUDS)充放電模式之誤差為1.04%。但不管在何種情況下四種積分法所得到的結果相當一致。進一步研究發現，撰寫Arbin測試程式的步驟多時誤差會增大，如三角波形電流放電模式。故本測試系統的誤差應低於1%。