电池组用荷电状态均衡充电模糊控制策略

研究了一种电动汽车用磷酸铁锂动力电池组分布式主动均衡充电系统。该系统给单体电池分别配备了反激变换器均衡充电子模块和电池管理子模块,通过嵌入自适应卡尔曼滤波算法到电池管理均衡控制单元,完成单体电池荷电状态的实时估计。利用模糊控制策略,调节各均衡充电子模块的输出电流;与平均法均衡控制策略相比,使用的模糊控制策略能明显缩短均衡时间,降低电池组之间的不一致性。为验证所研究的均衡充电控制策略,对48 V/140 Ah磷酸铁锂动力电池组展开了充电模式下的系统均衡实验,实验结果验证了控制策略的有效性。     

基于CAN网络的磷酸铁锂动力电池管理系统的实现

根据磷酸铁锂动力电池在电动汽车上的使用要求,提出一种基于CAN总线网络的电池组在线监测和管理设计方案,由一个中央管理模块和若干底层监控模块构成分布式结构,实现对磷酸铁锂电池信息数据监测、电池荷电状态(SOC)估计、控制局域网(CAN)通信及充电管理等功能.通过采用推广的卡尔曼滤波算法,不断估算和修正参数,提高了SOC估算精度.试验结果表明,系统能很好地对电池组进行实时动态监控和有效管理,且扩展性强,为设计新型电池管理系统提供了重要依据.     

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。     

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。     

锂离子电池组充放电均衡器及均衡策略

提出了一种基于Buck斩波电路和Boost-Buck斩波电路的锂离子电池组充放电均衡器。根据电池组的两种工作状态,采取两种不同的均衡策略:电池组处于充电状态时,电池组中荷电状态最高的强单体电池被均衡放电,强单体电池的充电电流减小,而同组中的其他单体电池不受影响;电池组处于放电或静置状态时,电池组中最弱的单体电池被均衡充电,而同组中的其他单体电池不受影响。均衡器具有均衡电路控制简单、易实现,被均衡的单体电池任意可选、均衡能量可双向传输、均衡电流易控等优点。详细阐述了两种均衡控制策略的工作原理,并采用此均衡器对串联的四个磷酸铁锂电池进行了充放电均衡实验,实验结果证明了此均衡器不仅改善了单体电池间不均衡程度,同时提高了电池组的充电容量和放电容量。     

1MW LiFePO4锂离子储能电池均衡实验

对1 MW磷酸铁锂(LiFePO4)锂离子储能电池进行放电、充电均衡.均衡后,单体电池的电压差减小,电池组的直流侧电压差、荷电态(SOC)差均减小.放电、充电均衡后,单体电池的电压差分别为0.011V、0.013 V;电池组的直流侧电压差为0.7 V、1.2 V;电池组的SOC差均为8％.     

磷酸铁锂动力电池组充电系统的设计与实现

为了提高电动汽车动力电池组的性能,延长电池使用寿命,降低电动汽车运行成本,必须对磷酸铁锂动力电池组充电过程进行监控。根据磷酸铁锂动力电池组充电技术要求,对磷酸铁锂动力电池组充电系统进行设计,并利用所设计的充电系统对磷酸铁锂动力电池组进行充电试验。试验结果表明整个系统可以对磷酸铁锂动力电池组充电过程进行实时监控,并能实现对各单节电池的过充保护,充分发挥磷酸铁锂电池的性能。     

一种基于Cuk斩波电路的双向双层桥臂的蓄电池组均衡器的研究

为了快速有效地实现串联锂离子单体电池间的能量均衡,提出了一种基于Cuk斩波电路的双向双层桥臂的蓄电池组均衡器。此均衡器根据电池组的充放电状态采取两种不同的均衡策略:当电池组处于充电状态时,电池组中具有最高荷电状态的单体电池通过Cuk斩波电路被快速均衡放电;当电池组处于放电或静置状态时,电池组中具有最低荷电状态的单体电池通过Cuk斩波电路被快速均衡充电。均衡器拓扑电路原理简单、均衡电流连续、均衡电流可控性强、均衡效率高。最后对此均衡器进行了仿真实验,证明了此方案的可行性。     

电动汽车车载电池充电控制器

在未来电动汽车将会占主导地位,采用车载电池充电控制器比非车载充电控制器具有更多的优势。本文提出了充电控制器的硬件设计方案,采用CAN总线与电池组通信,RS485与开关电源模块通信,传感器对电路进行监测,功率管对电流电压进行调节。采用一定的软件算法实现对功率管控制。电池组模块与充电控制器之间的通信采用SAE J1939协议。通过实验测试,该系统能够正常的运转,达到了预期的效果。充电控制器不仅可以根据电池组的特性采用合适的充电方案实现智能充电,而且能够监控电池组进行实时的保护。     

基于AVR单片机的智能充电器软件系统设计

在ATMEGA32为主控制器的智能充电器硬件平台上设计了智能充电器的软件系统。智能充电器的软件模块包括充电参数设置模块、电池参数实时显示模块和均衡充电模块,其具有均衡充电和参数显示等功能。实验结果表明,系统能够均衡电池组单体电池电压差,充电后电压差小于0.01 V,其他各种模块能够很好地完成相应任务。     

电动汽车分布式电池充放电管理的研究

根据电池组在电动汽车上的使用要求,设计出基于RS485总线的分布式电池管理装置,其由若干测试模块和一台监测和显示模块组成。每节电池配备一台测试模块,测试单元内置自带模数转换的单片机,解决了电池单体电压和温度的实时精确采集问题,采用分段插值法预测单体电池的剩余电量,为分析电池状况提供依据。在电池充电时实施PWM分流法,监测和显示模块分析各节电池状况,通过测试模块内部的PWM分流电路,实现单节电池的均衡充电,克服电池间的不一致性。     

动力电池组电压采集及均衡控制策略研究

动力电池组是纯电动汽车的唯一动力来源,是整车的能源核心。对于正在运行的电动汽车,其电池管理系统需要实时监测电池组各单体电池电压,并以此实现电池单体之间的均衡控制。文章完成了基于LTC6802的十二节电池电压采集板的设计,并实现了电池组内均衡控制电路的设计。测试实验论证该实验板电压采集精度能够达到99.5%,均衡电路能够快速准确的实现单体电池之间的均衡。     

基于LTC3300-1的电动汽车锂电池组主动均衡系统研究

电动汽车动力电池组由单体电池串并联而成,由于单体电池之间存在不一致性,因此,电池组的性能和寿命受到严重影响。电池均衡系统可以降低单体电池之间的不一致性,延长电池使用寿命。采用电池管理芯片LTC6804-2与电池均衡芯片LTC3300-1,设计了一套能量双向转移型电池主动均衡系统,并用12节锂电池进行实验。实验结果表明该均衡系统可以有效降低单体电池之间的电压差,均衡效果明显,因此,该均衡系统对提高单体电池的一致性和延长电池组的使用寿命具有重要的应用价值。     

磷酸铁锂并联电池组充电安全性界定

基于Matlab/Simscape平台开发了磷酸铁锂单体电池模型,据此建立了不同拓扑结构的电池组模型,分析了单体电池老化对并联电池组性能的影响。结果表明,与老化单体电池并联的单体电池荷电状态上升速率高于其余单体电池,以单节电池安全为约束的充电模式将导致其内部并联单体电池出现过充电。为保证并联单体电池充电安全,单节电池充电截止电压需依据电池老化状态重新界定,且实际使用过程中,可忽视充电电流对单节电池充电截止电压的影响。在此基础上,提出了仅考虑并联单体电池数,以极限状态下的充电截止电压控制充电过程,确保并联电池组充电安全的理念。     

一种基于MSP430F5529的锂电池组均衡方法及实现

锂电池组因单体电池之间的不一致,长期使用后将导致电池荷电状态出现差异,这种不均衡将使整个电池组效率降低。设计了一种基于SPI通信、以MSP430F5529与Bq76PL536为核心的锂离子电池组均衡管理系统,通过电阻分流的均衡方式,实现单体电池之间的电压均衡,提高电池组的使用寿命和安全性能。     

EV用LiFePO_4电池管理系统的研究与实现

为增强电动汽车(EV)电池管理系统功能,提出一种基于无线射频(RF)网络的电池组在线监测和管理设计方案,通过无线网络的分布式控制,实现了对磷酸铁锂电池参数精确监测及数据传输等功能,并采用多种算法相结合对电池荷电状态(SOC)进行估算,提高了估算精度.实验结果表明:本系统能很好地对电池组进行实时动态监控和有效管理,为设计新型电动汽车电池管理系统提供了重要依据.     

改进锂离子电池主动均衡充电控制方法

电动汽车的主要驱动动力是锂离子电池,当前电池充电均衡技术的不成熟成为制约电动汽车普及化的最大难题,从而严重影响了电动汽车的性能。设计一种以双向Buck-Boost拓扑为主电路的主动均衡控制系统,采用神经网络与无迹卡尔曼滤波器(UKF)相结合的估算方法估计荷电状态(SOC),并以SOC作为主要的均衡判据,提出了一种改进主动均衡控制策略,实现了锂电池组在充电过程中的主动均衡,并通过MATLAB仿真分析。实验结果表明:电池组能够较好地完成各单体电池间的能量均衡,所改进的主动均衡控制方法可以更加有效快速地达到均衡目标,同时能量损耗较少,证明了该方案的可行性。     

一种集散式动力电池组动态均衡管理系统

提出一种集散式动力电池组动态均衡管理系统.该系统由电池监测子系统、电池均衡子系统、电池管理子系统和上位机组成.各子系统之间通过单总线通信,管理子系统与上位机之间通过CAN总线进行通信.该系统可以进行动力电池组的充、放电均衡管理.充放电均衡子系统采用的小型充电机的数目少于或等于单体电池的个数,这样电池的均衡控制更为灵活,避免了一对一的配备方式,简化了系统结构,降低了成本,提高了系统的可靠性.详细阐述系统的构成和工作原理,并以停车外接均衡充电模式和行车均衡模式为例,进行了系统的均衡实验.     

一种延长电动汽车蓄电池寿命的均衡充电控制策略

电动汽车用动力电池组都是由多个单体电池串联而成,由于单体电池的性能不可能完全一致,串联使用过程中,初期的细微差异在每次充放电的放大作用下,一段时间后单体电池间的性能差异就会逐渐增大,从而导致电池组性能急剧下降和循环寿命缩短。通过分析电池组提前失效的原因,针对耗散型均衡控制电路,深入研究电池组均衡充电控制的电路模型,并在此基础上提出一种既能够实现电池组快速充电,又能够消除单体电池不一致对电池组循环寿命影响的均衡充电控制策略。根据所提出的均衡充电控制策略,对72 V/120 AH铅酸蓄电池组进行对比测试,实验结果说明了该策略的有效性。     

基于X3100的锂离子电池组管理系统

本文设计的锂离子电池组管理系统中采用MC9S12C32为控制核心,X3100检测电压、电流,实现充电均衡和保护功能;DS18B20检测电池温;电容均衡模块实现放电均衡.该系统能够实时监控电池组状态;实现单体电池的过压、欠压、过流、温度保护;实现电池的充放电电量均衡;确保电池组安全工作,并延长电池组寿命.