基于储能电感对称分布的动态均衡充电的研究

针对串联动力蓄电池在充电过程中各单体电池存在的不一致性,提出了一种基于储能电感对称分布的均衡充电电路。详细分析了均衡电路的工作原理及均衡工作过程,并根据蓄电池充电态动态模型建立的端电压与电池荷电状态之间关系,解决了均衡电路开关器件脉冲占空比计算问题,使各单体电池荷电状态在充电过程中实现均衡。实验表明,该方法能快速实现电池间能量的动态转移,有效弥补电池组的不一致性,充分发挥动力电池的性能。     

基于Buck-Boost电路的能量转移型均衡方案

提出了一种基于Buck-Boost电路的新型均衡电路,实现了锂离子串联电池组充放电均衡。根据均衡能量流向,采取两种不同的均衡策略:电池组放电时,均衡能量由电池组向组内荷电状态(state of charge,SOC)较低的单体电池转移;电池组充电时,均衡能量由电池组中SOC较高的单体电池向电池组转移。以单体电池开路电压在线估计为基础,运用开路电压法估算SOC,选取SOC值在一定阈值范围之外的单体电池作为均衡对象,对6节串联的磷酸铁锂电池进行了充放电均衡实验。实验结果表明,该方案可以有效减小单体电池间的不一致性,提升电池组的整体性,同时提高了电池组充放电容量。     

能量转移型锂电池组均衡电路的设计与研究

电动汽车用动力电池组都是由多个单体电池串联而成,单体电池之间性能不可能会完全相同,为解决电池之间的不一致性问题,介绍了以电感为储能元件,在电感电流断续模式下,通过能量转移方式来实现相邻两节电池之间的电池均衡,在电路拓扑结构中,使用电池自身的电压来作为驱动的外部电源,无需专用的驱动芯片来控制开关的开通和关断,这种均衡方法体积小,成本低,由于光耦的使用,使得只有在均衡的情况下,均衡电路本身才会产生损耗,具有效率高的特点。通过分析均衡电路的模型,配置电路的参数,有效地解决了串联电池组电池不一致的问题。     

一种基于LC振荡电路的串联蓄电池均衡器

提出了一种基于电感和电容振荡电路的串联蓄电池均衡方案,利用电感和电容储能,能量直接由高电压单体电池向低电压单体电池转移。对串联锂离子电池组进行的仿真实验说明了本均衡方案的有效性。     

基于双向反激变换器的电池均衡电路研究

针对锂离子电池长期串联使用出现的不一致问题,提出了一种基于双向反激变换器的新型低成本均衡电路.均衡电路以荷电状态为均衡判据,包含采样判定电路、电池选通电路、双向反激变换器三部分.介绍了电路的工作原理和低成本实现方式,针对含有6节单体电池的串联电池组制作了均衡电路样机,实验结果表明,该均衡电路可以有效均衡串联锂离子电池组...     

串联锂离子电池斜坡电流均衡器

针对串联锂离子单体电池在充、放电过程中存在荷电状态(SOC)不一致的情况,提出了一种斜坡电流均衡器。均衡时能量直接由电池组中的高电压单体电池向低电压单体电池转移。此均衡方案以电感和电容为储能元件,通过开关器件的占空比控制均衡电流,均衡电流为可控的斜坡电流。同时对两串联锂离子电池进行了仿真和实验,实验结果证明了此均衡方案的有效性。     

串联锂离子电池组均衡策略研究

锂离子电池组的不一致性导致电池组增加过充电或过放电风险,使电池易于老化,进而使电池组的可用容量和寿命下降。基于此问题设计了一种改进的Buck-Boost均衡电路,使串联电池形成能量循环回路,提高均衡速度。根据锂离子电池的开路电压(OCV)-荷电状态(SOC)曲线的特点,将电压和荷电状态共同作为均衡变量。采用模糊逻辑控制(FLC)动态调节均衡电流,减少均衡时间,提高效率。在Matlab/Simulink仿真平台上搭建了均衡系统,将传统Buck-Boost均衡电路与改进后的Buck-Boost均衡电路进行了比较,仿真结果表明,改进后Buck-Boost均衡电路的均衡时间缩短了34%。与均差算法相比,静态、充放电条件下FLC均衡时间分别减少了51%、48%、46%,能量效率提高4.88%,电池的不一致性降低。     

电动汽车动力电池组三端口双向均衡电路

介绍了一种动力电池组的三端口双向均衡电路.该电路采用具有中心抽头绕组的电磁元作件为能量传递元件.实现3个电池串联构成的电池组间任意两个单体的直接双向能量传递.分析了各种不均衡情况下开关管开关状态和相应的电路工作模态,重点描述了采用漏感作为输出滤波电感的正激工作模态电流波形.仿真和实验结果表明.该电路能够实现电池单体间高效、快速的电压均衡,可有效避免电池单体过充和过放.该电路易于实现模块化.适用于采用数量较多单体串联的动力电池组作为能源的电动汽车领域.     

光伏发电锂电池储能均衡方法的研究

针对光伏发电锂电池储能系统存在的电池不一致性问题,给出了一种基于电感主动均衡控制模块的滞环均衡控制策略。该方法可以满足各单体电池间均衡的要求,同时可实现单体电池电压最高的电池的能量向电池组内其它电池输送,给出了具体的单体电池电压采集电路。实验结果表明,经均衡控制后,降低了电池容量的不一致性,达到了预期的均衡效果。     

动力电池分层均衡控制研究

提出一种分层均衡电路,用于解决锂离子电池在串联成组时,由于单体电池的不一致性,产生的部分电池过充和过放的问题。分层均衡电路以单体电池荷电状态(state of charge, SOC)值作为均衡变量,将电池组分为3个小组,组内进行基于Buck变换器的均衡;在各小组之间搭建Buck-Boost电路,进行组间均衡。组内均衡与组间均衡相结合,提高了均衡效率。在MATLAB/Simulink平台搭建的仿真结果表明,相对于基于Buck变换器和基于Buck-Boost变换器的均衡电路,分层均衡电路在静置、充电和放电3种工况下,均衡时间相比基于Buck的均衡电路分别降低了21%、18%和30%,相比基于Buck-Boost的均衡电路分别降低了17%、29%和15%。电池组的均衡实验表明,该电路提高了单体电池一致性,能将电池组SOC值极差控制在0.1%以内,解决部分电池过充和过放问题,同时提高了均衡效率。     

锂电池组单体电压检测系统设计

提出了一种基于"飞电容"技术测量串联锂离子电池组中单体电池电压的检测系统。该电路由MOSFET输出光电耦合器、差分运算放大器及AD采样电路组成。文中提供了15节串联电池组单体电池电压测量电路,高压开关采用的是AQS225R2S,差分运算放大器采用的是OP4177,AD采样由MSP430F169完成。首先在multisim11.0软件基础上进行了仿真,然后给出了15节串联锂离子电池组单体电压测量电路的实验结果,并进行分析。实验结果表明,此种方法具有对锂离子电池组影响小、精度高及体积小等优点,并且可以为电池组的均衡和SOC估算提供基础,可以应用在电动汽车和锂电池储能系统等领域。     

基于LTC6802的电池组均衡电路设计

设计了一套基于LTC6802-2电池监测芯片的电池组均衡电路,其中主控制器选用飞思卡尔(Freescale)8位微控制器MC9S08DZ60,电路可以完成12路单体电池电压信息的采集,实现对电池组的均衡管理。详述了该均衡电路的硬件和软件设计方案,并在12路串联锂离子电池组上进行了实验,实验结果表明该均衡电路具有均衡效果好、可靠性高等优点。     

电动汽车锂离子电池组电压巡检系统设计

在电池管理中对各锂离子电池单体进行电压准确测量是开路电压法判断电池电量并进行均衡管理的重要部分。本文针对现有电压巡检系统不足做了简要分析,设计了一种利用光耦合控制开关器件组成开关阵列对电动汽车锂离子电池组进行电压测量的系统,详细分析了各部分电路的工作原理,并给出了实验数据。经实验,该电路能可靠、准确地对串联电池组的电压进行测量。系统具有一致性好、抗干扰能力强、实用性强等优点。     

基于模糊PID的级联式Cuk均衡技术研究

针对动力锂离子电池组在串联时单体电池之间电压存在不一致的问题,提出一种基于模糊PID控制的级联式Cuk均衡电路,解决了传统Cuk电路只用于组内均衡的问题。通过模糊PID算法调节MOS管的占空比,实现均衡电流的最佳控制。实验结果表明,基于模糊PID的级联式Cuk均衡技术大大提高了均衡速度,缩短均衡时间,均衡后的电压曲线拟合和分布相对集中,达到预期均衡效果。     

基于Buck-Boost变换器的磷酸铁锂电池串联电压均衡优化策略

针对磷酸铁锂电池串联应用中,由于单体电池之间存在不一致,从而导致蓄电池组利用率和使用寿命降低的问题,本文提出一种基于非能耗型电压均衡方式的复合式电路拓扑。该均衡电路在传统单体电池均衡电路的基础上,加入电池组间均衡电路进行拓扑优化,以提高电压均衡速度。通过对蓄电池组均衡优化策略进行仿真分析验证表明:与传统单一电压均衡电路相比,该优化策略控制简单、易于实现,在静态和充放电状态下,电池电压均衡速度都有明显提升,并且能有效避免电池组过充电或过放电现象,从而提高电池的使用寿命。     

一种新型双开关反激式电池串电压均衡方法

串联电池组中单体电池间的电压不均衡会造成蓄电池使用寿命缩短以及电池组能效降低。针对传统反激式电压均衡电路开关管电压应力大,拓扑结构复杂等问题,介绍了一种基于双开关反激式串联电池组电压均衡方法,其双开关反激式结构将开关管电压应力钳位于总电池堆电位,共用开关管以及钳位二极管的结构大大减少了有源器件数量。分析了电路电压均衡原理,介绍变压器设计依据以及均压实现方法。通过对4个3.9 V/2 600 m Ah锂离子电池单体串联组成的串联储能系统进行仿真和实验验证,结果证明了该电压均衡方法的可行性及优越性。     

基于电感的串联电池组新型主动均衡拓扑及控制策略

均衡技术对提高串联电池组充放电的可靠性、延长电池寿命等具有重要的意义。针对现有电感均衡电路存在能量仅能在相邻电池单体之间转移、应用场合有限以及电路中元器件数目较多等问题,提出了一种基于电感的串联电池组新型主动均衡拓扑,并研究了相应的均衡控制策略。通过对电感的选择性充放电,实现电池单体和电池组之间的能量转移,避免了能量仅在相邻电池单体之间转移而导致均衡时间过长的缺点,具有电路结构简单、易于控制等优点。通过对所提均衡电路拓扑及其开关模态的分析,以及对均衡策略的详细介绍,给出了均衡系统的整体设计方案。仿真和实验结果表明,所提出的均衡方案具有良好的均衡效果。     

基于LC-L储能的串联电池组均衡方法研究

新能源汽车动力电池组在实际使用过程中不可避免的存在不一致性问题,这种不一致性会降低电池组的能量利用率及使用寿命,甚至危及电池系统的安全。为改善电池组的不一致性问题,创新的提出了一种基于LC-L储能的串联电池组主动均衡拓扑。利用电感电容谐振电路实现能量转移,利用缓冲电路减小均衡电流的突变,均衡能量可以在任意单体间转移。具有结构简单体积小,易于扩展的特点。通过搭建四节单体串联的电池组均衡实验平台验证了新型均衡拓扑的有效性,通过与传统均衡拓扑的对比,说明了新型均衡拓扑的优点。     

锂离子电池管理系统研究

电动汽车最需要解决的问题之一是锂离子电池管理的问题。针对锂离子电池在充放电过程中出现的过充电、过放电以及锂离子电池组在串联使用过程中出现单体锂离子电池电压不一致的现象,设计了锂离子电池管理系统,能够对锂离子电池过充电、过放电进行保护,并均衡单体锂离子电池电压。     

带均衡功能的电压采集模块设计和实现

由于单体锂电池之间存在不一致性而影响其使用性能,因此在电池管理系统中须设置均衡模块。基于Freescale单片机设计并实现了20路带均衡功能的动力锂电池电压采集模块。该电压采集模块采用高速光耦进行单路选通;单体电池的电压经差分滤波电路、A/D转换电路以及单片机处理后用CAN总线发送给电池管理系统的主控模块。经实验验证该采集模块的性能稳定,充电完成后的电池一致性提高。