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。     

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。     

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.     

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。     

串联锂电池分层式主动均衡研究

针对传统Cuk斩波电路只能对相邻电池进行均衡的缺点,设计了基于Cuk电路的分层式均衡拓扑。底层均衡电路和顶层均衡电路分别采用Cuk电路和基于电感的均衡电路,该拓扑可以减少均衡过程中能量传递的路径,减少能量损耗,加快均衡速度。顶层均衡策略采用基于电池荷电状态(SOC)以及电压的K-means聚类分析将电池分为两类,进行相应的均衡操作。Matlab/Simulink仿真结果证明,所设计的均衡拓扑和均衡策略有效提高了均衡效率和均衡速度。     

分布式电动汽车锂电池智能均衡系统设计

动力电池的均衡管理是电池管理系统的关键技术,可以提高电动汽车电池组的续航里程和使用寿命。针对分布式电动汽车需要更多电力支持的需求,提出了一种智能电池管理系统(SBMS),采用基于电感的Buck-Boost的改进电路,结合模糊控制技术,在Matlab中完成了该电路的仿真。结果表明,该控制电路能提高均衡速度和效率。通过实验测试,验证了改进方案的实用性和可行性。     

基于Boost-Buck电路的锂离子电池组均衡充电方法

针对锂离子电池组中串联的各单元电池间电量不均衡的问题,提出了一种基于Boost-Buck电路的锂离子电池组均衡充电电路。阐明了该均衡电路的工作原理,给出了均衡电路参数的选取原则和均衡充电控制策略。根据均衡电路拓扑结构搭建电路仿真模型,验证了均衡过程中主电路中储能元件电流、电压变化规律,并对先恒流后恒压直流电源充电时的单元电池间的均衡充电过程进行了仿真,仿真结果表明均衡效果明显。     

基于耦合电感的锂离子电池高效均衡方法

针对电动汽车锂离子电池组,提出了一种基于耦合电感均衡方法,建立一个更为简单高效和经济的电路。对于八个串联电池单体均衡,该均衡电路选用了四个电感、八个N沟道MOSFET,它们由同步触发模式中的一对互补信号控制。给出了电路的理论推导,设计了一个完整的均衡电路,并对均衡过程进行仿真和实验验证,验证了该均衡电路的有效性。由于采用了基于电感的均衡方法,该方案适用于快速均衡,与常规的基于电感均衡技术相比,该拓扑结构具有元件少、均衡快等优点。     

基于GaN的并联反激均衡器的设计分析

分析寄生电感与结温对GaN并联电路的性能影响。首先理论分析寄生电感与结温的影响情况,得出这些因素与电路损耗的关系式;并且结合仿真,测试出该变换器的电压电流图像。基于并联反激均衡器理论分析与仿真电路的结果进行研究分析,得出了电路PCB的布局方案和电路的控制策略,能够更好地解决电路的延迟、振荡和不均衡的现象。最后通过设计出来的样机,与Si的电路和不同负载情况,对比分析电路的稳定性能与均衡性能,验证所得到的布局方法与控制策略能够降低寄生电感与结温对于电路的影响情况。     

基于MMC的锂电池管理器研究

研究了一种基于MMC(modular multilevel converter)的锂电池管理器,该管理器能将充放电控制和电池均衡管理统一在同一变换器内部完成,解决了传统电池管理器将充放电控制器和电压均衡电路相互独立而使电路较为复杂的问题。首先分析了变换器的工作原理,以12 V电池包为例设定了功能需求,并依此设计了控制策略与能量管理策略,相应地得到了控制框图与控制器的程序流程图;然后设计了实验样机,进行了关键参数的设计;最后,对设计结果进行了仿真分析和实验验证。仿真结果表明该管量器能够实现双向电流控制、输出稳压控制和单体电池均衡,验证了上述分析和设计的正确性。实验验证了双向充放电电流控制与稳压环控制的可行性,而单体电池的长期电压均衡仍有待进一步实验验证。     

一种基于开关电容的电池串均衡电路

开关电容均衡器具有成本低、体积小、易于控制等优点,是各种电池均衡方法中较好的一种.为了更好地提高电池均衡速度并且实现多电池同时均衡,提出了一种基于串并联开关电容的均衡电路,该均衡器采用多通路的能量传输,等效地实现了最大电压电池向其他小电压电池充电,通过将最大电压电池中的能量高效快速地转移到其他小电压电池中,缩短了能量传输路径,提高了均衡速度.此处提出了该均衡电路,详细阐述该电路的工作原理,建立了该均衡器的数学模型,推导相关电流与电压公式,通过建立均衡模型仿真与搭建实验平台,验证了该电路的可行性.     

基于模糊逻辑控制器的液态金属电池组两级均衡系统

液态金属电池是面向电网大规模储能应用近年发展起来的一类低成本、长寿命的新型储能电池技术。电池均衡管理是电池组安全、高效运行的基本保障,该文针对液态金属电池低电压、大电流特性,设计基于电感和变压器的两级混合均衡系统。通过MATLAB/Simulink平台搭建液态金属电池模型以及电池组均衡系统仿真模型。在采用基于荷电状态(stateofcharge,So C)的均衡控制策略中引入模糊逻辑控制器,提高了电池组的均衡效率。经过在静置工况和动态工况下仿真表明所提出的均衡方案能够有效改善电池组的不一致性,提高电池组的可用容量。另外,在静置工况下与单级均衡电路相比,所提出的均衡方案均衡时间缩短了91.6%。     

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。     

一种电池并联均衡电路

针对电池组并联后存在的不一致问题,提出了一种新型电池并联均衡电路。该电路通过能量交互电容实现并联电池组之间的电流均衡,与常规均衡电路相比,效率更高,控制更加灵活。对新型并联均衡电路拓扑结构进行了介绍,针对电池工作在不同工作模式,对其工作原理以及开关时序进行详细分析,并建立了电池组电流与占空比之间的映射关系,为均衡电路实时控制提供了理论依据。最后搭建实验平台,通过实验验证了所提等效电路的有效性。     

基于Stateflow的动力电池均衡仿真研究

动力电池的均衡控制作为电池管理系统(BMS)的一项关键技术,决定了电池组的使用效率和寿命。采用一种基于电感的双向非能耗型均衡控制电路,结合Stateflow技术,在MATLAB中完成了对该电路的仿真。结果表明,该控制电路能快速实现电池间电量的均衡。     

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。     

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。     

电动汽车磷酸铁锂电池组均衡电路设计

为了优化和提升电动汽车中的磷酸铁锂电池组均衡系统的性能,在应用广泛的Buck-Boost均衡电路基础上,提出了一种可减少开关数量、加快均衡速度和提高效率的拓扑结构。该均衡电路用开关电感模块替代电感,克服了Buck-Boost均衡电路仅能在相邻电池间传递电荷的缺点,通过控制电感模块中的开关继电器,改变BuckBoost电路的均衡子电路,减少电荷转移步数。通过对比分析和实验验证可知,优化后的Buck-Boost均衡电路相较于原电路减少了开关数量,加快了27%的均衡速度和提高了均衡效率。     

串联锂离子电池组两级均衡方案研究

针对串联锂离子电池组在均衡过程中出现均衡时间长、能量损耗大的问题,设计了一种两级均衡拓扑,并针对该拓扑设计了一种基于电池荷电状态的变论域模糊逻辑控制策略。所提拓扑在电池组内采用改进型Buck-Boost电路,优化了均衡路径;电池组间采用集中式的单电感均衡电路,可以实现任意电池组间的均衡。所提策略在模糊逻辑控制的基础上引入伸缩因子对输入论域灵活调节,通过对均衡电流的精准调整进一步提高均衡速度和能量利用率。最后搭建均衡系统进行验证,结果表明,本文拓扑比分组Buck-Boost拓扑减少了约12.53%的均衡时间。在相同的静置和充放电条件下,与FLC算法相比,本文策略不仅减少了约20.98%的均衡时间,且提高了约7%的能量利用率。验证了本文均衡方案的可行性。     

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。