鋰電池充電管理晶片
我們發表了一個使用人工智慧技術的鋰電池充電管理系統，包括快速充電器、電池老化診斷以及即時的充電狀態估計和平衡控制電路系統。充電器採用單電感單輸入雙輸出架構，實現電池模組之間的充電均衡。所提出的交錯式脈衝充電方式可以減少充電時間並減緩電池在充電過程中的老化現象。該方法還顯著抑制了電池單體溫度的上升，有利於實現充電平衡。在這個作品中，我們使用人工智慧神經網絡來檢測電池單元的健康狀態 (SOH) 並提高充電狀態 (SOC) 估計的準確性。晶片採用台積電 0.35-µm 製程實現。測量結果顯示交錯式脈衝充電可減少30%的電池溫度變化，在同時為四個電池單元充電時，可有效節省24%的充電時間，並實現了極低(僅 0.35%) 的 SOC 估計的平均絕對誤差。
Tsung-Wen Sun and Tsung-Heng Tsai*, “A Battery Management System Using Interleaved Pulse Charging with Charge and Temperature Balancing Based on NARX Network,” IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers, vol. 69, no. 4, pp. 1811-1819, Apr. 2022.