动力锂离子电池管理系统的研究进展

锂离子电池是发展电动汽车的最具潜力的能源载体之一,从锂离子电池应用于电动汽车的研究现状出发,阐述了锂离子电池管理系统对于锂离子电池组的重要性以及研究的必要性。介绍了动力锂离子电池管理系统的发展现状,包括电池组外部参数的在线检测、SOC估计以及电池组的均衡,并对动力锂离子电池管理系统未来的发展方向做出了展望。     

电动汽车锂离子电池组均衡管理系统设计

介绍了一种电动汽车锂离子电池组均衡管理系统及控制方法。均衡拓扑为双向DC/DC集中式有源无损均衡,利用超级电容器组构成外部能量过渡装置,通过控制双向DC/DC对电池组中的单体电池进行低充高放的均衡。系统以电压、电量均衡为目标,利用电池的充、放电曲线估算使不均衡单体回到组内平均水平所需的时间,通过逐次逼近的方法进行均衡。实验结果说明了系统的有效性和可靠性。该均衡管理系统的均衡效果良好,有利于延长电池组的使用寿命。     

串联锂离子电池组均衡拓扑综述

锂离子电池是广泛应用于电网、电动汽车、商用及家用储能系统的重要储能电池技术,其中电池组均衡管理技术是电池组安全、高效运行的重要保障.文中对串联锂离子电池组均衡拓扑结构的研究进展进行综述.首先介绍电池均衡系统及其发展历程,其次分别介绍基于电容、基于电感、基于变压器和基于变换器的均衡拓扑结构的工作原理及其优缺点,重点阐述均...     

车载锂离子电池组均衡充电管理系统的研究

电池管理系统的设计开发是制约电动汽车发展的瓶颈,尤其是电池组串联电压不均衡问题大大限制了其广泛应用。均衡充电技术直接影响电池组性能和使用寿命。根据均衡充电的原理及意义,结合均衡充电的分类,介绍了国内外管理系统均衡充电的研究进展,并指出车载锂离子电池组均衡充电管理系统的研究方向。     

锂离子电池组不一致性控制的研究进展

总结电池均衡、成组方式和热管理的研究方法及问题。电池均衡技术主要有电池均衡电路、电池均衡控制策略;电池成组方式主要有电池串并联方式、电池连接阻抗;电池热管理主要有电池生热特性、电池散热结构和电池组热管理等。     

锂离子电池组在线均衡系统设计

分析锂离子电池组不一致性产生的原因,阐述了电池组均衡的意义。在分析现有均衡电路拓扑结构的基础上,提出一种3 A电流充电均衡电路,完成了电池组在线均衡系统硬件电路设计。以电池组容量利用最大化为均衡目标,提出了电池组在线均衡控制策略。最后搭建电池组均衡测试平台实验验证了在线均衡系统及控制策略的可行性和可靠性。     

锂离子电池组均衡电路设计与仿真

在储能电站和纯电动汽车等应用场景中,电池单体以串并联的方式集成在电池包内部,电池组在使用的时候会产生相互间不一致的现象,这种不一致会影响电池寿命与续航里程。为此,设计了电池模块内部与模块之间的均衡拓扑电路,并对所设计电路均衡原理进行分析;在Simulink/Simpowersystem系统中搭建了能量转移模型及模块内均衡模型,对均衡拓扑结构进行了仿真。结果表明,所设计的均衡系统能够实现电池能量均衡。     

锂离子电池组均衡充电的研究进展

锂离子电池组均衡充电是动力电池使用技术的重要组成部分,均衡充电技术的应用直接影响电池组的性能与使用寿命。分析了均衡充电的原理及化学、物理实现方法,结合均衡充电的分类,介绍了国内外均衡充电的研究进展,并指出均衡充电的研究方向。     

基于模糊算法的锂离子电池组主动均衡方法

为了缩短锂离子电池组均衡所需的时间,提高均衡效率,提出了一种基于模糊算法的锂离子电池组主动均衡方法。首先,设计一种双层选择开关的新型均衡拓扑,该拓扑结构可以实现不同单体电池之间高效的能量传递。其次,根据电池开路电压(OCV)和荷电状态(SOC)的特性,将均衡过程分为两部分,分别以电压和SOC作为均衡变量,并设计模糊控制器和模糊控制规则,以缩短均衡时间和能量损耗。最后,使用Simulink进行仿真实验,与均值差分算法相比,所需时间减少了30%以上,能量消耗也有所减少,验证了该均衡方案的优点。     

基于自适应理论的锂离子电池SOC估计

磷酸铁锂电池作为我国电动汽车用动力电池的主要形式,得到广泛的研究和应用。电池负荷状态(SOC)估计是锂离子电池智能管理系统(BMS)研究的难点和重点;锂离子电池在使用过程中,工况具有很大的不确定性,而SOC用到的电池参数模型和使用工况又有很大的关系,因此本文利用自适应原理,在电池的实际使用过程中,不断的去采集电池状态信息,修正电池模型参数,适应不同的工况,完善SOC估计的功能。本文的设计思路是通过自适应测量,修正开路电压-荷电状态(OCV)曲线、实际电池容量和电池内阻曲线,然后根据修正后的参数结合安时计算方法进行综合估算,以便在电池整个寿命过程中都能判断电池状态和进行负荷状态估计(SOC)。     

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。     

航天锂离子电池组均衡器的研究

阐述了锂离子电池组充电均衡器详细设计,在各个工作状态并选用不同的电路参数对均衡器电路进行了试验验证。该方案通过软件均衡与硬件均衡技术,成功实现了7节串联锂离子蓄电池充电均衡管理功能,并给出了详细的软件均衡的结果,与以往的锂电池组充电均衡方案相比,电路适应性强,各方面性能均比较理想,具有很好的实用性。     

锂离子电池组可用剩余容量的估算方法

锂离子电池的可用剩余容量是电池管理系统(BMS)中一个重要参数,为精确计算电池的可用剩余容量,提出了一种新型的估算锂离子电池可用剩余容量的方法,利用开路电压法与智能估算方法相结合估测电池的SOC,得到锂离子电池SOC的实际值和估测值,经过比较,能很好的反映出电池随老化程度及其他条件的改变而发生的可用剩余容量变化.     

基于KF-SRUKF算法的锂离子电池荷电状态估计

荷电状态(SOC)估计对于锂离子电池的可靠安全使用至关重要。在SOC估计中,平方根无迹卡尔曼滤波器(SRUKF)适用于非线性方程变量的有效估计,对线性状态方程并不适用。针对这一问题,本文提出将线性卡尔曼滤波器(KF)与平方根无迹卡尔曼滤波器(SRUKF)组成的KF-SRUKF算法应用于电池SOC估计的方法。本文首先建立了基于二阶RC等效电路模型,采用双环递推最小二乘法(BLRLS)进行模型参数辨识,然后根据所提算法进行SOC估计。通过电池测量设备和专用软件组建的电池测试平台进行了算法验证,结果表明,所提改进算法在提高SOC估计精度的同时也有效地减小了计算量。     

基于物联网的锂离子电池组能量均衡系统设计与实现

针对锂离子电池组因单体电池间参数差异,长期使用导致的不一致性将造成过充或过放等问题,提出一种基于物联网的锂离子电池组能量均衡系统。该系统通过建立双极化DP模型并采用EKF算法估计单体SOC值,由单片机进行实时监控,并根据单体SOC值控制电路支路开关实现能量均衡,再通过物联网模块进行远程监测,解决了传统BMS系统扩展性弱等缺点。通过实验验证了该系统可实现电池组远程状态监测与智能化健康管理。     

锂离子电池组的一致性及影响因素研究

以明确锂离子电池组一致性对使用寿命的影响为目标,详细分析了电池组一致性和使用寿命之间的关系,重点讨论了影响锂离子电池组一致性的因素,在此基础上提出提高锂离子电池组一致性的方案。结果表明:提高单体电池的一致性、科学的电池分选制度以及优异的电池管理系统是确保电池组一致性最重要、最有效的三种手段。     

锂离子电池组可用剩余容量计算方法的研究

区分了电池剩余容量与电池可用剩余容量,通过安时法与开路电压法相结合的方法估测电池的SOC。为了更精确计算电池的直流阻抗,实时修正电池运行过程中电流误差系数,通过试验得到电池电压与可用剩余容量的关系及SOC与放电时间的曲线,经过比较,该策略能很好的反映出电池随老化程度及其他条件的改变而发生的容量变化。     

锂离子电池组的短路保护电路设计

在锂离子电池短路安全性实验的基础上,分析了短路保护的重要性,设计出了一种新型的锂离子电池组保护电路.该保护电路可方便地运用在采用MOSFET开关的电流保护电路中.该电路根据短路时电池组电压的变化来设计,并通过实验验证了该保护电路能够在5μs内动作,从而保护电池组.     

基于相变材料的锂离子电池组热管理研究进展

介绍了相变储能材料的特性及分类,分析了锂离子电池组的产热机理及对其进行热管理的必要性。总结了近几年来采用风冷、液冷等热管理系统的研究进展,重点介绍了基于相变材料的热管理系统的优势、存在的问题及其改进方法。针对石蜡等相变材料的导热系数小等缺点,提出了几种强化传热的方案,展望了电池组热管理系统的应用前景。     

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。