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。     

锂离子电池均衡电路设计与策略验证

设计了一种基于相邻电池之间的均衡电路,并用"两两对比"、"引入predict预测机制"和"加入中断"等多种均衡策略进行了验证。结果表明:4%的电量差异可以在15 s之内完成均衡,响应快速可靠且满足精度要求。     

一种单电感双向电池均衡电路

针对传统集中式电池均衡电路体积大、不易扩展、均衡精确度低;而分布式均衡电路存在元件多、成本高的问题,提出了一种单电感双向电池均衡电路,该均衡电路采用Buck-Boost变换器与开关矩阵相结合的方式实现对整个电池组的均衡,通过对电感的时分复用实现对每一个电池独立均衡控制。均衡电路中电感电流工作于断续模式,消除了各电池之间的交叉影响。研究了该均衡电路的工作模式和控制策略,在此基础上研制了针对4个电池单体的均衡实验电路,均衡实验验证了理论分析的正确性和控制策略的有效性,同时,无论电池组在充电、放电,还是静置状态,该均衡器均能保证均衡精确度在20 m V以内。     

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。     

电动汽车电池组分级均衡充电方法的对比研究

针对电动汽车电池组的特点,基于当前较为先进的非耗散型均衡技术,提出了两种分级均衡充电方法,并对所提出的策略进行对比分析。两种方案都利用了非耗散型均衡效率较高的特点,结合分级控制的概念,可有效适应包括电动汽车在内的大型电池组均衡应用情景。与传统的耗散型均衡相比,所提出的两种均衡方法减少了均衡充电时间,且能耗明显降低,从而降低了电池组热管理的难度,具有较强的实用性。     

基于模糊控制的锂离子电池组两级均衡方法

针对锂电池组在充放电过程中出现能量不一致的问题，本文提出了两级均衡拓扑，分为组内和组外。电池组内采用基于电感的环式结构均衡电路，实现了在相邻单体电池及首尾电池之间的能量双向环式转移新型主动均衡。电池组外采用基于单电感的集中式均衡拓扑，可以实现组间任意电池组之间的均衡。在均衡控制策略方面，以电池荷电状态为均衡变量，设计了模糊逻辑控制算法动态调整均衡电流，以减少均衡时间和提升均衡效率。使用MATLAB/Simulink软件进行模型搭建并仿真，实验结果表明，本文提出的能量传递拓扑比传统Buck-Boost电路在相邻单体间能量传递的拓扑要减少了24.46%的均衡时间。此外，与模糊逻辑控制算法相比，使用模糊逻辑控制算法在静置和充放电条件下，均衡后单体电池的标准差下降了约11%。验证了该均衡方案的可行性。     

基于耦合电感型双层Cuk斩波电路的电池均衡系统

电池在串联成组使用时,由于制造工艺、工作环境不同等因素,电池之间荷电状态(SOC)和电压存在不一致的问题。为解决该问题提出了一种基于耦合电感型双层Cuk斩波电路电池均衡系统,用耦合电感代替非耦合电感,比传统Cuk斩波电路减少了元器件数量,降低了损耗,提高了均衡效率。同时,该均衡系统使用N沟道MOSFET,由同步触发脉冲PWM中一对互补信号控制。通过电路理论分析,设计了完整的均衡电路,最后在MATLAB/Simulink中进行仿真,结果验证了该均衡系统的高效性。     

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。     

基于剩余容量的锂离子电池组均衡策略

不一致性使得电池在成组后容量利用率方面远不及单体电池,现有的均衡方法注重防止电池过充过放,控制策略没有兼顾能量利用效率,均衡过程能量损失较大。基于单体电池剩余容量估算,通过对电池体质的在线辨识,将电池划分为倾向于过放、倾向于过充以及与整体平均剩余容量变化一致3类,并依据电池体质合理地分配每类电池的均衡能量。实验表明该方法较传统的电压中心均衡策略能够有效缩小单体电池剩余容量差异,电池组容量利用率提升了3.3%。     

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。     

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。     

锂离子电池均衡充电的设计

介绍了锂离子电池均衡充电的设计方法。其主要特点是考虑问题周全,方案完整;采用了模块化设计,开发周期短;成本低,同时可靠性高;方案扩展性好,应用更加广泛;使用过程中可以用PC机进行实时监控,更加人性化等。通过实际测量分析,达到了预期要求,在很多场合中的实际应用有很重要的参考意义。     

电动车电池均衡控制的建模与分析

电动汽车电池的不一致性是影响其性能的主要因素,研究电池的均衡控制技术很重要.建立了一种用于电动汽车电池均衡的能量闭环智能控制模型,根据模型的原理提出了一种逆变分压动态充放电均衡控制策略.研究结果表明:研究的控制模型和策略具有高效、节能和智能化的特点,适合于电动汽车电池的在线均衡.     

风力发电用锂离子电池均衡电路及策略

对于风力发电储能,电池均衡系统需要具有简单、可靠性高、均衡电流大等优点。基于风力发电储能系统对电池均衡系统的需求,提出适用于风力发电储能系统的均衡电路及均衡策略。在均衡电路方面,使用可靠性较高且简单的开关阵列拓扑结构,利用外部电源为电池均衡,以提高电池均衡电流。在均衡策略方面,在传统电压均衡策略的基础上,增加欧姆压降补偿,推迟均衡系统关闭时间,实现更优的均衡性能。搭建了实验平台进行验证,实验结果显示,所提出的均衡电路较好地实现了均衡目标,传统均衡策略均衡电压误差约为14 mV,所提出的均衡策略仅约4mV,在基本不增加计算量的前提下,较好地提高了均衡系统的性能。     

基于脉冲变压器的锂离子电池组均衡系统研究

介绍了锂离子电池的工作特性及能量均衡的必要性,重点分析了单/双层电容均衡、集中式DC/DC均衡法等3种非耗散型双向均衡方案,比较了其拓扑结构、工作原理及优缺点。针对锂离子电池组大功率、高电压和高容量的工况,提出了1种基于脉冲变压器的动力电池均衡电路,阐述了该均衡系统的电路结构和2种均衡策略。电路仿真及实验结果证明了该结构方案的可行性和有效性。     

基于超级电容器的动力锂离子电池均衡电路

这里对电动汽车等使用的串联锂电池组存在的多次充放电后不均衡问题,提出一种基于超级电容器和模糊控制的能量转移型均衡电路。该均衡电路从串联电池组中电压高的电池汲取能量,并转移给电压低的电池,从而维护了电池组电压一致性,具有结构简单,控制方便,快速有效的优点。这里对电路工作原理进行分析,介绍了基于模糊逻辑的控制策略,最后用实验结果证明了该均衡电路优良的稳态和动态特性。     

基于Labview的锂离子电池组管理系统设计

在实际应用中,往往将单体电池串联或并联,组成锂离子电池组,来满足某一装置用电要求。串并联组合模式的电池组,在充放电时需要电压均衡管理。设计一款以STM32和LTC6803为核心的电池管理系统(BMS),该系统可根据SOC评估算法和均衡控制算法对电池组进行均衡保护,防止电池过充和过放,对采集的电池组数据进行处理并上传给上位机,上位机实时监测显示界面用LabVIEW软件编写。     

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。