系统中控制电路中单个锂离子电池维护芯片的充电过压维护控制信号被经光耦阻断并并联输主电路；充电开关设备的导通提供电网电压，如果中，充电过程中一节或多节锂离子电池先进入过压维护状态与单节锂离子电池的正极和负极并联的并联放电支路受过压维持信号控制放电，中， 充电回路对应的串联单节锂离子电池与充电回路断开。

锂离子电池串联充电时，忽略单体电池容量差异的影响，通常先淹没内阻较小的电池。此时，相应的过压维持信号控制分流放电支路的开关设备闭合，在一次电池两端并联一个分流电阻。根据电池的PNGV等效电路模型，此时的分流支路电阻相当于先溢出的单节锂离子电池的负载。电池放电后，电池的端电压在溢出条件附近保持在非常小的范围内。假设第一节锂离子电池首先充电并进入过压维护状态，主电路和分流放电支路中的电流如图3所示。当所有单体电池都充入过压维护状态时，所有单体锂离子电池的电压在误差范围内完全相等，所有维护芯片的充电维护控制信号变低，无法为中， 主电路的充电控制开关设备提供电网偏置使其关闭，主回路断开，即均衡充电结束，充电过程结束。当电池组放电时，外部负载分别与阳极和阴极BAT和BAT-分离。放电电流流经电池组中的阴极BAT-，充电控制开关设备，放电控制开关设备，单节锂离子电池N  ~ 1和电池组的阳极BAT。电流方向如图4所示。系统中控制电路中单节锂离子电池维护芯片的欠压维护、过流维护和短路维护控制信号经光耦阻断后串联输出，为中， 主电路；放电开关设备的导通提供电网电压，一旦电池组在中，放电过程中遇到单节锂离子电池欠压、过流、短路等特殊情况单节锂离子电池相应的放电维持控制信号变低，无法为中主电路，的放电控制开关设备提供电网偏置，从而关闭并断开主回路，从而完成放电应用过程。

锂离子电池一般选择恒流-恒压(TAPER)充电控制。恒压充电时，充电电流呈指数下降。中系统充放电主回路开关设备可根据外部电路要求的满意的最大工作电流和工作电压来选择。

控制电路的单节锂离子电池维护芯片可以根据待维护的单节锂离子电池的电压等级和维护延迟时间进行选择。

根据锂离子电池充电器的充电电压和锂离子电池的参数及放电电流，可以计算出两端并联的单个电池的放电支路电阻。均衡电流要选择合理，如果太小，均衡效果不明显；如果过大，系统能量损失大，平衡功率低，对锂离子电池的热处理要求高。一般可以规划电流在50-100毫安之间。

分流放电支路电阻可由功率电阻或电阻网络完成。在这里，选择电阻网络来结束分流放电支路电阻是合理的，可以有效消除电阻误差的影响，此外，还可以降低热功耗。

平衡充电维护板电路运行仿真模型

根据平衡充电维护板电路运行的基本原理，在Matlab/Simulink环境下建立了系统仿真模型，模拟了中维护板在锂离子电池组充放电过程中的运行状态，验证了规划方法的可行性。为了简单起见，给出了只有两个锂离子电池串联的锂离子电池组的仿真模型

中型号用受控电压源代替了单节锂离子电池，模拟了电池的充电和放电状态。图5 中，电阻Rs为串联电池的总内阻，RL为负载电阻，Rd为并联放电支路电阻。单节锂离子电池维修芯片S28241封装为一个子系统，使得整个模型更加简洁。

维修芯片子系统模型通过逻辑运算模块、符号功能模块、一维查找表模块、集成模块、延迟模块、开关模块和数学运算模块模拟维修动作的时序和逻辑。由于仿真环境与实际电路存在一定的差异，仿真中不需要滤波和强、弱电闭锁，简单的剩余模块导致仿真时间过长。因此，在中，的实际仿真过程中，去掉了滤波、光耦阻塞、电平调度等电路，将原计划用于大电流分流的电阻网络改为单电阻，降低了仿真系统的杂波。在建立完整的系统仿真模型时，需要注意的是，不同模块的输入输出数据和信号类型可能存在差异，必须正确安排模块的连接顺序，必要时必须转换数据类型。中模型使用伏打仿真模型中中控制电压源的给定信号在波形大体一致的前提下可能会有微小的差异，以此来表示单个电池充放电的差异。图6为中单体电池电压检测的仿真结果，可以看出，在电支路采用均匀充电的方法，电路可以正常工作

系统实验

根据某品牌电动自行车生产厂家的需求，在实践中利用中规划完成了两组36V8Ah锰酸锂动力锂电池组并联10个串联的维护板，单节锂离子电池的维护芯片为日本精工公司的S28241。维护板主要由主电路，操控电路，分路电支路，滤波器、光耦闭锁和电平调度电路组成，其基本结构如图7所示。放电电支路电流约为800毫安，510个电阻串并联形成电阻网络。

调试操作主要分为电压测试和电流测试两部分。电压测试包括两个步骤：充电功能检测过压，均衡充电和放电功能检测欠压。可以选择模拟电源的电池组来代替实践进行测试，因为多个电池串联连接，所以这种方法的测试成本一次较高。还可以利用安装好的电池组直接测试，对电池组进行循环充放电，在过压欠压时观察维护装置是否正常工作，在过充维护时记录各电池的实时电压，判断均衡充电的功能。然而，这种方法需要很长时间进行一次测试。测试电池组的充电功能时，使用3位半精密电压表监控10节电池的充电电压。可以看出，所有电池都在正常工作电压范围内，电池之间的差异很小。充电过程中中电压误差小于100毫伏，满充电压为4.2伏，电压误差小于50毫伏。电流测试包括过流检测和短路检测两个步骤。过流检测可以在电阻负载和电源电路之间串联一个电流表，使负载缓慢降低。当电流增加过电流值时，看电流表是否指示断开。短路检测可以直接将电池组正负极短路，观察电流表情况。在确认设备完善、电路焊接正确的前提下，也可以直接通过维修板上电源指示灯的状态进行电流测试。

实际使用中，考虑到外部干扰可能造成电池电压不稳定，在极短的时间内造成过压或欠压，导致电池维修电路判断错误。因此，维护芯片配有相应的延时逻辑，必要时可以在维护板上增加延时电路，这样会降低外部干扰导致维护电路误操作的可能性。当电池组不运行时，维护板上的各个开关设备都处于断开状态，因此静态损耗几乎为零。系统运行时，重要的损耗是中， 主电路两个MOS管的导通状态损耗，在充电状态下电路平衡时，分流支路中电阻热损耗较大，但时间较短，电池组正常运行期间整体动态损耗处于可接受水平。经过测试，维护电路的规划能够满足系列锂离子电池的维护要求，维护功能齐全，能够可靠地进行过充过放的维护，同时完成均衡充电功能。