串联电池组有源均衡拓扑结构综述

有源均衡技术是近年来动力型串联储能系统能量均衡技术研究的热点,拓扑结构种类繁多,功能各异。分别从集中式均衡拓扑结构和分布式均衡拓扑结构两个方面展开分析,从均衡效率、均衡速度和系统的复杂程度三个方面对其进行评价,同时讨论了其各自的适用场合。综合当前串联电池组均衡研究有待解决的问题,对其发展趋势进行了展望。     

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。     

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。     

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％.     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

锂离子电池组均衡电路的发展现状

介绍了锂离子电池组均衡电路的发展现状及均衡电路的原理.按功耗和功能对均衡方式进行了分类,能量非耗散型均衡和充电均衡有广泛的实际应用.展望了锂离子电池组均衡电路的发展趋势.     

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LC-L储能的串联电池组均衡方法研究

新能源汽车动力电池组在实际使用过程中不可避免地存在不一致性问题,这种不一致性会降低电池组的能量利用率及使用寿命,甚至危及电池系统的安全。为改善电池组的不一致性问题,提出了一种基于LC-L储能的串联电池组主动均衡拓扑。利用电感电容谐振电路实现能量转移,利用缓冲电路减小均衡电流的突变,均衡能量可以在任意单体间转移。所提新拓扑具有结构简单体积小、易于扩展的特点。通过搭建4节单体串联的电池组均衡实验平台验证了新型均衡拓扑的有效性,通过与传统均衡拓扑的对比,说明了新型均衡拓扑的优点。     

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。     

锂离子电池组实时均衡调节方法研究

针对锂离子电池组在作为能源供能应用中的电压均衡调节目标,基于单体及蓄电池组电压实时检测与高电压对低电压单体均衡调节原理,探索了实时均衡调节方法,并基于此设计了一种便携式锂离子蓄电池组实时主动均衡系统。该系统在锂离子蓄电池供能工作中的实时检测单体及蓄电池组电压、电流、温度等参数值,通过EMI滤波后的组压给单体充电的形式,实现了蓄电池组单体间的电压均衡调节,系统最终尺寸为160×60×105mm,满足便携式需求,与蓄电池组组合应用于AGV小车的供能过程中进行实时均衡调节。实验及现场应用效果表明,该系统实现了9节单体的实时主动均衡,实现在300s以内单体间电压不平衡度低于5%的均衡调节,均衡效率高于80%,达到锂离子电池AGV小车供能的较恶劣条件下实时均衡主动式调节的目标。     

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%。     

串联电池组主动均衡拓扑及控制策略研究

电池单体以串、并联的形式构成电池组，广泛应用于各类储能系统中。由于制造工艺和使用环境的不同，以及电池单体间内阻、库伦效率等参数的不一致在反复充放电后形成电池组电量的不均衡，导致电池组可用容量下降、电池组整体功率衰退等。为此，针对串联电池组提出了一种包括基于正激变换器的双向DC/DC变换器及开关阵列的主动均衡电路拓扑。在主电路工作原理分析的基础上，进一步提出了一种基于聚类分析的SOC均衡控制策略，并以8节电池单体串联构成电池组进行均衡验证实验。实验结果表明经过均衡操作后，不均衡电池组可用容量有所提升，证明了均衡策略及均衡系统的有效性。与传统的“平均差”法可用容量提升2.6%相比，所提出的均衡策略可用容量提升10.8%，提升效果更明显，在均衡时间基本一致的前提下，对电池组一致性改善效果更好。     

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。     

锂离子电池组能量均衡研究

针对锂离子电池使用过程中的能量不均衡现象,提出了结构简单、不受电池数量限制且易于模块化的能量均衡方法。通过Simulink仿真,验证了该方法的正确性和可行性,并根据需要均衡的电池数量和DC-DC变换器的效率关系,讨论了电池组能量均衡的控制策略,从而得出能量均衡的条件。试验证明,提出的能量均衡方法能很好地减少电池组中各电池的不一致性,实现整个电池组能量输出最大化。