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。     

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.     

储能系统用锂离子电池保护电路的研究

针对一般锂电池保护电路的缺陷,率先在锂电池保护电路加入了温度保护电路,均衡电路,下限自锁电路,电量显示电路。温度保护电路有效地保护了放电场管;均衡电路的加入保护了电池的一致性;下限自锁使得电源系统更加稳定;电量显示电路使得电路的能量系统更加直观;实验结果验证了锂电池保护系统设计的正确性。     

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%。     

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20mV以内。     

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。     

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。     

锂离子电池组均衡电路及其均衡策略研究

为了改善电池组的一致性,提出了一种高效的锂离子电池组均衡电路,同时研究了适用于电池组均衡电路的均衡策略。设计了一种可充可放的能量转移均衡电路,该电路支持对单体电池进行均衡充电及均衡放电操作,同时也可利用电池组能量对多节单体电池进行均衡充电。提出的均衡策略根据运行过程中实时的电压值分析得到电池组中各单体电池需要均衡的程度,结合单体电池SOC最终给出适合于上述均衡电路的均衡状态,进而对单体电池进行均衡。并利用实验数据证明均衡电路与均衡策略的有效性。     

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...     

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。     

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。     

基于双向反激变换器的电池均衡电路研究

针对锂离子电池长期串联使用出现的不一致问题,提出了一种基于双向反激变换器的新型低成本均衡电路.均衡电路以荷电状态为均衡判据,包含采样判定电路、电池选通电路、双向反激变换器三部分.介绍了电路的工作原理和低成本实现方式,针对含有6节单体电池的串联电池组制作了均衡电路样机,实验结果表明,该均衡电路可以有效均衡串联锂离子电池组...     

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。