基于反激式变换器的锂电池组均衡系统设计

针对大容量锂电池组在电动汽车中的应用,提出并设计了一种基于反激式变换器的锂电池组均衡系统。通过微控制器和驱动电路控制双向同步反激式变换器实现电池能量的双向转移,配合相应的均衡策略,进而实现电池组的双向均衡。采用12路串联锰酸锂电池组进行实验,实验数据表明该系统工作稳定,使用灵活,均衡效率高,均衡电流大。     

基于模块化多电平变换器的插电式混合电动汽车系统充电控制策略

针对带独立发电机的混联式插电式混合电动汽车(PHEV),该文提出一种基于"背靠背"模块化多电平变换器(MMC)的一体化功率变换器拓扑及其外接单相交流电源充电控制方案。该方案利用MMC拓扑模块化结构的优势,分析了拓扑工作在单相交流充电模式下各桥臂、子模块的功率流向等特点,基于载波相移正弦脉冲宽度调制,提出适用于该控制策略的正弦半波调制方法,采用基于桥臂电流控制的电池荷电状态(SOC)层次化均衡策略,无需额外的充电电路以及复杂的电池管理系统(BMS),可实现各电池单元的快速均衡充电,避免因单体电池差异引起的整体储能系统循环寿命缩减。通过Simulink仿真及RT-LAB实时仿真器硬件在环实验,验证了该变换器的可行性和充电控制策略的有效性。     

一种改进的储能锂电池主动均衡拓扑研究

针对光伏储能电站存在的电池不一致性问题,设计了一种基于反激式变压器和电感的分层主动均衡系统.该系统采用分层均衡的策略,第1层为电池包的组内均衡,通过储能电感实现能量在相邻电池之间的快速转移;第2层为不同电池包的组间均衡,通过基于反激式变压器的均衡电路来实现.以电池的荷电状态(SOC)为均衡指标,在MATLAB/Simu...     

太阳能充电的锂电池双向主动均衡模块设计

为了给家庭提供清洁持续的能源,采用LT3652电池充电管理芯片以及LTC3300-1电池组均衡器设计了一种太阳能充电的锂电池均衡模块。工业级太阳能充电电路复杂,成本高,不适合家庭使用,而传统的电阻耗散式均衡有着高发热和有效储能低的问题,因此设计的最大峰值功率跟踪(MPPT)电路和同步反激式均衡结构实现了光伏电池对锂电池充电效率最大化并可对锂电池组进行双向主动均衡,简化了太阳能充电电路。利用仿真的方法,详细介绍了LT3652和LTC3300-1的功能,对所需元器件的选择以及相关电路的设计进行了详细说明。本设计具有较易的充电电路、高均衡能量转换率以及灵活高效等特点,并可实现大规模集成。     

纯电动汽车动力锂电池均衡充电的研究

针对电动汽车动力电池组中单体电池的不均衡将减少电池使用寿命和电动车单次充电行驶距离的问题,设计了均衡充电装置。通过对16节串联电池组的大量充放电试验得到电池电压之间的分散性曲线,并分析了均衡充电的必要性。根据锂电池充电特性,对电池不均衡度进行了数学建模,并提出单体电池SOC(State of charge)相对浓度和伪均衡的概念。均衡充电主电路采用反激变换器完成高频变压器的设计,同时通过软件实现均衡装置的自启动和结束,并采用两点标定法来提高A/D采样精度。最后采用Saber仿真软件和实验对设计进行了验证。结果表明:实现了恒流和恒压控制,并将电池分散性降低了61.86%。     

基于MMMC插电式混合电动汽车变换系统及充电控制策略

提出一种基于模块化多电平矩阵变换器(MMMC)的插电式混合电动汽车(PHEV)综合变换系统,该系统同时兼顾电机驱动和电池管理,不需额外的充电电路。针对该系统,研究了外接电源充电控制策略。通过建立系统小信号模型和分析各部分功率关系,提出了以MMMC桥臂电流直接控制为核心的多层次电池荷电状态(SOC)均衡充电控制策略,包含相间、桥臂间以及本桥臂各子模块电池SOC均衡充电控制。搭建了RTLAB硬件在环仿真实验平台,实验结果验证了所提出的控制策略的有效性和可行性。     

一种磷酸铁锂动力电池组主动均衡充电系统

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。该系统由单体电池管理模块和整车控制器组成。各模块之间通过CAN总线通信,单体电池管理模块与整车控制器之间通过CAN-USB总线适配器进行通信。电池组中各单体电池分别配备了单体电池管理模块,单体电池管理模块由单体电池检测单元和单体电池均衡充电单元构成,单体电池均衡充电单元采用反激变换器实现由电池组向单体电池荷电状态低的电池进行补充电,从而实现各单体电池荷电状态的基本一致,延长电动汽车续驶里程。最后对系统进行了48V/140Ah磷酸铁锂电池组在静置模式下的均衡实验。     

锂电池组智能管理系统设计及实现

设计一种基于单片机控制的锂电池组管理系统,实现充放电控制和均衡控制,并具有防过充、过放、过流功能。提出一种新的充电方式,依据最低出气率为前提的电池可接受的最佳充电曲线;另外根据充电电池与均衡电阻热效应相等原理,提出了一种均衡算法。通过实验本系统能很好地实现锂电池组的充放电管理及均衡控制。     

磷酸铁锂电池均衡技术的研究

针对磷酸铁锂电池组各电池单体荷电状态(SOC)不均衡问题,本文在详细分析基于Buck-Boost变换器的电感双向均衡电路的基础上,提出了一种改进型电感双向均衡电路和均衡策略.此控制策略在未增加硬件成本的前提下,以基于扩展卡尔曼滤波法的电池SOC作为均衡变量,采用主动式段内、段间均衡方式,实现了各单体电池间均衡过程的平滑过渡.最后,通过仿真,进一步验证了该改进均衡电路有效性和可行性.     

一种填谷式主动均衡电池管理系统

提出了一套锂电池管理系统,采样部分采用模拟开关飞电容采样电路实现,均衡电路采用反激式变换电路实现能量转移。该系统实现了对电池组电压同时采样的目的,采样精度高达5‰,系统通过并行填谷式均衡电路对能量低的电池进行能量补充。在充放电均衡实验中,电池组电压极差分别从初始状态的344 mV/177 mV均衡到8 mV/4mV,实验数据表明该系统能快速地对锂电池组进行充放电均衡。     

数字式智能充电电源的设计与实现

为了对不同类型、不同电压和不同容量的电池进行充电,设计了一种通用的智能充电电源.讨论了锂离子电池、镍镉电池、镍氢电池的充电曲线和充电方法;介绍了以XC164单片机为控制核心,实现对多种电池进行充电;给出了具体的硬件电路和软件流程.实验结果表明,该系统能对电池的充电过程进行有效控制,其充电快速、高效、可靠,不会损坏电池或缩短电池寿命,可实现充电过程的智能化控制.     

交直流一体电动汽车充电站模拟试验平台设计

基于对现有电动汽车充电站拓扑结构以及慢充、快充、电池快速更换三种电能补给方式的分析,本文设计了一种交流与直流母线供电系统共存,兼顾三种电能补给方式的电动汽车充换电站试验平台,包括谐波治理、直流母线供电、交流母线供电、锂离子蓄电池等部分。平台可以对交、直流供电系统的电能利用效率进行比较,并且能够作为一个储能系统展开相关研究。     

一种蓄电池充电用高可靠性DC-DC变换器

介绍了一种能将直流高压电源变换为直流低压电源,并对蓄电池进行充电和管理的高可靠性的DC-DC变换器。详细说明了DC-DC变换器的技术参数、功能要求及插槽式模块化结构设计方法,着重阐述了开关电源模块的均流控制、充电管理功能及电路原理;归纳总结了变换器高可靠性的冗余设计及其相应保护功能。     

蓄电池充放电管理的全过程仿真研究

为了实现蓄电池不同充放电控制策略之间的切换,提出了一种基于蓄电池荷电状态(state of charge,SOC)实时监测的蓄电池充放电管理的控制方法。在考虑蓄电池的动态数学模型基础上,研究了蓄电池的SOC监测、充放电特性曲线、充放电控制电路、充放电管理策略和电池的分组管理等问题。以蓄电池的SOC作为蓄电池充、放电判断条件,实现了蓄电池进行自主充、放电管理的控制策略。利用PSCAD/EMTDC仿真软件,通过算例系统验证了蓄电池模型和充放电控制方法的正确性和有效性。研究表明,通过合理的蓄电池充、放电管理及切换,实现蓄电池充放电全过程,为蓄电池组无论作为独立电源还是在微网孤岛模式下与其他间歇性能源相配合使用均提供了一定的理论参考。     

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BP神经网络法估算动力电池SOC

精确估计电动汽车用动力锂离子电池荷电状态(SOC)对于电动汽车的续航里程的估计和动力电池的安全保护具有重要的意义。针对锂离子电池的非线性关系,采用BP神经网络法来估算SOC。以3.2 V/100 Ah的磷酸锂铁电池为研究对象,在恒温条件下采用Arbin BT2000系列的充放电测试仪进行充放电实验采集原始数据,并将数据导入到神经网络模型中去训练和验证。验证结果表明:用BP神经网络法估算SOC的误差能控制在5%以内,验证了模型的准确性,为相似的SOC估计算法的改进提供参考和依据。     

风能电动汽车储能电池的建模与智能充电

分析了锂电池的结构特点和非线性的数学模型以及充电形式,在Matlab/Simulink中建立了锂电池的非线性仿真模型,采用模糊控制跟踪最大可接受充电电流,通过仿真,验证了锂电池的非线性模型的正确性,在最大可接受充电电流下,锂电池的输出电压和荷电状态(SOC)值缓慢上升到期望值,实现了智能充电。     

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。     

基于耦合绕组的锂电池组主动均衡方案研究

针对锂电池组在充放电过程中出现能量不一致的问题,采用传统的Buck-Boost均衡电路和Flyback均衡电路的均衡方法,提出一种可减小电路尺寸、提高均衡速度和均衡效率的基于耦合绕组的新型主动均衡电路.通过对耦合绕组的选择性充放电,会有三种不同的工作模式来实现单体之间的能量转移,并调节PWM驱动信号占空比来提高均衡器的...