新型电动汽车锂电池组电量均衡电路设计

介绍了一种应用于电动汽车锂电池组管理系统中均衡电路的新型结构。该结构采用正激式DC-DC变压器,电池通过双向开关与次级绕组并联。通过MCU和驱动芯片对相应MOSFET控制来实现充、放电电路的选通和能量转移,最终实现电池均衡。选用14节磷酸铁锂电池组成电池包进行实验,实验结果表明本电路结构工作稳定,具有效率高、均衡时间短的优点。     

一次性锂电池电量预测技术研究

针对在一次性锂电池电量预测方面所存在的不足,提出一种新型实用的一次锂电池SOC预测方案。该系统采用锁相放大技术设计一款交流内阻测量装置,采集锂电池交流内阻,根据交流内阻与SOC变化关系构建函数模型,并以该模型实现一次锂电池SOC预测。实验结果证明,该系统可有效用于一次性锂电池的电量预测,且测试结果较为可靠。     

磷酸铁锂电池能量转移均衡策略及其电路研究

以磷酸铁锂电池组内部不平衡性为研究对象,基于极端单体电池的保护原理,设计了一种双向能量转移式均衡电路及控制方法,以解决现有串联电池组在充放电时没有均衡或均衡效果不佳的问题。基于双向能量转移式均衡电路拓扑和工作原理,提出了一种以电池电压作为逻辑判断信号,采用多路开关分时均衡控制的策略,并利用Matlab/Simulink软件搭建仿真模型,进行了仿真实验,结果表明:该均衡电路结构及其控制算法有效克服了磷酸铁锂电池在串联成组使用时的短板效应以及工艺差异,保证了电池组中各单体电池容量的一致性,使整个电池组的剩余电量(SOC)最大化。     

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.     

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。     

锂电池的电量估计仿真研究

锂电池的荷电状态(SOC,State-of-Charge)直接反映电池的剩余电量,是电池组管理的核心参数。然而,电池循环次数的增加、瞬间大电流、温度等因素将导致电池特性发生变化,因此使用扩展卡尔曼滤波(EKF,extended kalman filtering)对锂电池的荷电状态进行估计会引入较大的误差甚至算法发散。为了有效抑制参数扰动和系统的非线性,基于一种改进的二阶RC等效电路模型,应用粒子滤波算法(PF,particle filtering)实现了锂电池荷电状态的估计。最后,根据锂电池放电实验所得数据进行仿真,结果显示了该算法的优越性。     

磷酸铁锂电池均衡技术综述

为了达到规模储能的电压和容量要求,磷酸铁锂电池需通过串并联达到设计要求,而生产、使用过程的差异性导致的电池单体不一致性,是影响储能电站寿命主要因素之一。文章从规模储能技术基本概念出发,介绍了现有均衡方案的基本拓扑结构和控制策略,列举了两种实际应用方案,提出了各种方案的优劣与发展趋势,旨在对提高规模储能的经济性研究提供有益的启发。     

磷酸铁锂电池均衡技术综述

为了达到规模储能的电压和容量要求,磷酸铁锂电池需通过串并联达到设计要求,而生产、使用过程的差异导致的电池单体不一致性,是影响储能电站寿命的主要因素之一,严重时构成安全隐患。本文从规模储能技术基本概念出发,介绍了现有均衡方案的基本拓扑结构和控制策略,列举了两种实际应用方案,提出了各种方案的优劣与发展趋势,旨在对提高规模储能的经济性研究提供有益的启发。     

改进型Buck/Boost锂电池均衡器研究

提出一种基于移相控制策略的改进型Buck/Boost均衡器,能实现各电池单元之间的能量流动,不仅解决了传统Buck/Boost均衡器均衡路径长、均衡效率低的问题,还减少了均衡器元件的数量。在研究该均衡器工作原理的基础上,重点推导了各电池单元的等效均衡电流(均衡路径)表达式。并搭建8节锂电池的仿真模型和实验样机对工作原理和控制策略进行验证。结果表明改进型Buck/Boost均衡器缩短了均衡路径,提高了均衡效率。     

一种锂电池组均衡电路及其控制策略设计

针对动力锂离子电池组中因单体电池性能差异而造成过充过放等不良影响的问题,提出了一种简单高效的动力锂电池组均衡方案.在均衡电路方面,该方案设计了一种能量转移型均衡电路,实现能量的双向转移,可以根据需要灵活地控制能量转移方向;在控制策略方面,该方案使用启发式搜索算法中的A*算法对能量转移路径进行规划,加快均衡速度,提高均衡...     

锂离子电池的低损耗电量均衡技术

提出一种基于DC(直流)-DC斩波器的模块化均衡电路,并搭配混合均衡控制策略,采用电感作为电能缓存单元,在理论上实现零损耗。在理论研究的基础上,使用PSIM软件进行仿真模拟,验证均衡策略对能量均衡的作用。采用额定电压为3.2 V的8只磷酸铁锂锂离子电池分别在充电、放电与闲置状态下进行均衡实验,结果表明:压差在0.5 V以内的电池在经过40 s均衡过程后,电压趋于一致。在均衡过程中,电池组能量趋于一致,提高了电池组的充放电容量,电池的循环性能得到改善。     

锂电池健康状态均衡技术综述

锂电池健康状态(State of Health,SOH)均衡技术是电池管理系统(Battery Management System, BMS)的关键技术之一,受到了学者的广泛关注。因此,本文对当前锂电池SOH均衡技术研究进行综述。首先,对SOH定义和不均衡影响因素进行介绍。然后,对目前发表的锂电池SOH均衡方案进行分类和总结,重点分析目前SOH均衡方案的原理和优缺点。最后,指出锂电池SOH均衡技术未来发展及改进方向,以期实现锂电池SOH均衡技术突破。     

锂电池SOC估算及改进型DC/DC变换器均衡电路研究

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,并造成个别电池易于老化,使电池组的可用容量和寿命下降,且过充电产生的热量会影响电动汽车的使用安全性.基于此,提出以开关阵列为核心的双向DC/DC变换器均衡电路,以荷电状态(SOC)极值和均值为均衡开启和结束条件,采用主元分析法(PCA)-蚁群算法(ACO)-Elm...     

一种航天用低成本锂电池组自主均衡电路

针对商业卫星锂离子蓄电池管理系统的智能化、低成本、高可靠的特点,提出一种基于三端稳压器的锂离子电池均衡方法,其均衡电流、均衡开启电压及斜率可通过三端稳压芯片外围电路进行调节。此均衡电路可以用于单节电池的均衡,也可支持多级级联,从而能够支持任意节电池组成的电池组的均衡。经仿真和实验验证,此电路对单体电池电压的均衡精度小于15 mV,其结构简单、成本低、体积小、可靠性高,能够满足低轨商业卫星锂离子蓄电池组的管理需求。     

基于能量转换策略的锂电池组均衡技术研究

针对目前电动汽车锂电池组中模组能量不均衡的难题,以电动汽车的三元锂电池组为研究对象,通过电感的方式建立模组间的主动均衡模型,以模组间SOC最大值与最小值的差值作为均衡系统是否开启的判断依据,并对所提出的模型方案进行仿真分析。实验结果表明:所搭建的电感式均衡模型对于模组间的能量均衡有很好的作用,且在随着电池容量衰减、内阻变大的情况下,其均衡速率更快。     

锂电池组均衡方式的研究现状

电池组均衡技术是电池管理系统关键技术之一,良好的均衡方式对克服电池组的不一致性及提高锂电池组的使用寿命具有重大意义。综述了锂电池组的主要均衡方式,评述了国内外均衡方式的研究现状,比较了各种均衡方式的优缺点,总结了电池组均衡方式的研究发展方向。     

一种开关管复用的电感型串联锂电池均衡电路

现有电感型电池均衡电路存在控制复杂、二极管导通损耗大的问题,提出一种开关管复用的电感型串联锂电池组均衡电路,均衡电路中分别只有一个电池选通开关与每个电池端口相连。研究均衡回路中二极管数目对均衡速度和均衡效率的影响,对均衡过程进行建模分析,得出每个模态回路中最佳的二极管数目。根据理论分析结论和电路拓扑特征,均衡电路采取奇偶交错均衡策略和开关管复用为二极管的开关导通策略,使用较少的开关实现能量在任意两节编号奇偶不同的单体电池间传输的同时,减少均衡回路中的二极管数目,提高了均衡速度和均衡效率。最后搭建四节电池的均衡实验平台,并就开关导通方式的不同进行两组实验,结果表明所提电池组均衡电路和开关导通策略可有效地实现对串联锂电池组的均衡,且提升了均衡速度和效率。     

基于Buck电路的矩阵式变换器

通过分析直流降压斩波(DC/DC Buck)的工作原理,推导出一种新颖的针对矩阵式变换器的控制策略.该控制策略相对于Venturini直接函数变换法和空间矢量调制法其优点在于:只须简单的数值(电流或电压)大小的比较,而不需要复杂的数学运算,并且该策略编程简单,控制方法和工作过程容易实现,具有很高的时效性.通过对其产生的谐波分析,得出主要的谐波是开关频率附近的高次谐波,有利于滤波.本策略采用电流滞环控制方式,所以其开关动作响应快,具有一定的抗干扰性.最后通过Matlab中的Simulink仿真,仿真结果证明了该控制策略理论分析的正确性和可行性.     

动力锂电池组均衡拓扑研究综述

论文首先对动力锂电池组的常见均衡方式进行了对比分析。然后定量分析了基于串联的电池-电池均衡拓扑、基于模块的电池-电池均衡拓扑、基于分层的电池-电池均衡拓扑、基于串联的电池-电池组均衡拓扑、基于模块的电池-电池组均衡拓扑等五种类型均衡拓扑的能量流动。最后以基于模块的电池-电池均衡拓扑为例搭建了8节串联锂电池的仿真模型,实验结果表明经过3.2秒的时间电池组完成了模块内的均衡,经过6.1秒的时间电池组完成了模块间的均衡,经过66.5秒的时间电池组中的8节电池全部均衡完成,荷电状态SOC都达到了100%,验证了基于模块的电池-电池均衡拓扑的均衡速度快且均衡效率高。     

基于Buck变换器的扩流电路的研究

提出一种可提高占空比的Buck变换器拓扑结构,相较于传统Buck变换器,该拓扑结构通过改变导通、关断时的电感量,从而改变电路的占空比,提升输出电流。使用Power Simulation软件进行仿真分析的同时,测试一台实验样机。理论分析、仿真验证和实验结果一致,表明该变换器可通过改变占空比来提升输出电流。