动力电池串并联结构重组的均衡充电方法

动力电池一般是将单体电池相互串联进行充电,由于工艺误差,导致各单体充电不均衡,从而影响电池的性能和使用寿命。为此,提出了一种串并联结构重组的均衡充电方法。充电开始时,采集各单体的端电压,将端电压最大和最小的单体进行并联,再将剩余单体中端电压最大和最小的电池进行并联,依此类推,将所有的并联组合进行串联;在充电过程中,实时采集各单体端电压并控制重组模块和外围开关管,动态地将电池组按上述方式进行串并联,从而实现电池的低损耗快速均衡充电。仿真实验结果表明所提方法能够使电池实现均衡充电,并且能将电池电压极差减小到1 mV以下。     

一种磷酸铁锂动力电池组主动均衡充电系统

研究了一种电动汽车用磷酸铁锂动力电池组分布式主动均衡充电系统。该系统由单体电池管理模块和整车控制器组成。各模块之间通过CAN总线通信,单体电池管理模块与整车控制器之间通过CAN-USB总线适配器进行通信。电池组中各单体电池分别配备了单体电池管理模块,单体电池管理模块由单体电池检测单元和单体电池均衡充电单元构成,单体电池均衡充电单元采用反激变换器实现由电池组向单体电池荷电状态低的电池进行补充电,从而实现各单体电池荷电状态的基本一致,延长电动汽车续驶里程。最后对系统进行了48V/140Ah磷酸铁锂电池组在静置模式下的均衡实验。     

串联电池组双向全桥SOC均衡控制系统设计

针对电池制造工艺和使用环境不同所引起的单体间电量不均衡问题,结合双向开关电源理论提出了一种集中式能量转移型单体-整组双向电池均衡方案,根据电池组内单体剩余电量(state of charge,SOC)在电池组内部进行电量双向转移,采用反馈电路保证均衡电流恒定。通过实验获得电池单体开路电压的滞回特性曲线,并结合充电和放电状态下SOC与开路电压对应关系估计各电池单体SOC,以SOC一致作为均衡目标。实验结果表明,所设计的均衡器均衡电流达到3A,可以满足电池系统均衡需求。     

纯电动汽车动力锂电池均衡充电的研究

针对电动汽车动力电池组中单体电池的不均衡将减少电池使用寿命和电动车单次充电行驶距离的问题,设计了均衡充电装置。通过对16节串联电池组的大量充放电试验得到电池电压之间的分散性曲线,并分析了均衡充电的必要性。根据锂电池充电特性,对电池不均衡度进行了数学建模,并提出单体电池SOC(State of charge)相对浓度和伪均衡的概念。均衡充电主电路采用反激变换器完成高频变压器的设计,同时通过软件实现均衡装置的自启动和结束,并采用两点标定法来提高A/D采样精度。最后采用Saber仿真软件和实验对设计进行了验证。结果表明:实现了恒流和恒压控制,并将电池分散性降低了61.86%。     

动力电池均衡充电控制策略研究

针对动力电池组在使用过程中,由于单体电池的性能差异会在充放电过程中不断增大,最终导致电池组性能急剧下降和循环寿命缩短的问题,分析动力电池组均衡充电控制系统的电路模型,研究电池组快速充电的方法,提出一种能够消除单体电池性能差异对动力电池组循环寿命影响的均衡充电控制策略.该控制策略根据电池组中单体电池的不同状态,通过均衡电路微调单体电池的充电电流,从而实现电池组的快速均衡充电.在72V/120AH铅酸蓄电池组上进行对比充电测试,实验结果证明了该控制策略的有效性.     

一种延长电动汽车蓄电池寿命的均衡充电控制策略

电动汽车用动力电池组都是由多个单体电池串联而成,由于单体电池的性能不可能完全一致,串联使用过程中,初期的细微差异在每次充放电的放大作用下,一段时间后单体电池间的性能差异就会逐渐增大,从而导致电池组性能急剧下降和循环寿命缩短。通过分析电池组提前失效的原因,针对耗散型均衡控制电路,深入研究电池组均衡充电控制的电路模型,并在此基础上提出一种既能够实现电池组快速充电,又能够消除单体电池不一致对电池组循环寿命影响的均衡充电控制策略。根据所提出的均衡充电控制策略,对72 V/120 AH铅酸蓄电池组进行对比测试,实验结果说明了该策略的有效性。     

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。     

基于储能电感对称分布的动态均衡充电的研究

针对串联动力蓄电池在充电过程中各单体电池存在的不一致性,提出了一种基于储能电感对称分布的均衡充电电路。详细分析了均衡电路的工作原理及均衡工作过程,并根据蓄电池充电态动态模型建立的端电压与电池荷电状态之间关系,解决了均衡电路开关器件脉冲占空比计算问题,使各单体电池荷电状态在充电过程中实现均衡。实验表明,该方法能快速实现电池间能量的动态转移,有效弥补电池组的不一致性,充分发挥动力电池的性能。     

并联电池组充放电均衡器及均衡策略研究

成组的单体电池需要进行能量均衡,以消除单体电池能量不一致给电池组性能造成的不利影响.使用并联电池组充放电均衡器,当任一单体电池达到所设定的充电截止电压时,均衡器可将该单体电池隔离出充电电路;放电过程中通过Cuk斩波电路给能量最低的单体电池补充能量,减小该单体电池的放电速率,从而实现充放电过程能量均衡.通过对4个单体电池组成的电池组进行仿真和均衡实验,结果表明该均衡器能够实现快速均衡,并有效地降低电池不一致程度.     

锂离子电池组充放电均衡器及均衡策略

提出了一种基于Buck斩波电路和Boost-Buck斩波电路的锂离子电池组充放电均衡器。根据电池组的两种工作状态,采取两种不同的均衡策略:电池组处于充电状态时,电池组中荷电状态最高的强单体电池被均衡放电,强单体电池的充电电流减小,而同组中的其他单体电池不受影响;电池组处于放电或静置状态时,电池组中最弱的单体电池被均衡充电,而同组中的其他单体电池不受影响。均衡器具有均衡电路控制简单、易实现,被均衡的单体电池任意可选、均衡能量可双向传输、均衡电流易控等优点。详细阐述了两种均衡控制策略的工作原理,并采用此均衡器对串联的四个磷酸铁锂电池进行了充放电均衡实验,实验结果证明了此均衡器不仅改善了单体电池间不均衡程度,同时提高了电池组的充电容量和放电容量。     

电池组用荷电状态均衡充电模糊控制策略

研究了一种电动汽车用磷酸铁锂动力电池组分布式主动均衡充电系统。该系统给单体电池分别配备了反激变换器均衡充电子模块和电池管理子模块,通过嵌入自适应卡尔曼滤波算法到电池管理均衡控制单元,完成单体电池荷电状态的实时估计。利用模糊控制策略,调节各均衡充电子模块的输出电流;与平均法均衡控制策略相比,使用的模糊控制策略能明显缩短均衡时间,降低电池组之间的不一致性。为验证所研究的均衡充电控制策略,对48 V/140 Ah磷酸铁锂动力电池组展开了充电模式下的系统均衡实验,实验结果验证了控制策略的有效性。     

电池组均衡充电电路研究

分析了现有电池组均衡充电方案的不足之处,提出了一种简单、高效、高可靠性的均衡充电方案.该方案中的分流模块能自动实现单体电池间的能量转移,从而能逐步减小电池组的不一致性,它能保证电池组中所有电池单体在充电中后期都处在同一充电深度,防止了电池单体的过充,从而提高了电池组寿命.仿真验证了该方案的正确性.     

一种改进的VRLA电池组无损均衡充电电路

分析了现有VRLA电池组均衡充电方案的不足之处，提出了一种简单、高效、高可靠性的均衡充电方案。该方案中的分流模块能自动实现单体电池间的能量转移，从而能逐步减小电池组的不一致性，它能保证电池组中所有电池单体在充电中后期都处在同一充电深度，防止了电池单体的过充，从而提高了电池组寿命。仿真及实验验证了该方案的正确性。     

虚拟电池管理系统

针对电动汽车充电设备的自动化检测,设计并实现了一种基于计算机和CAN通信接口的虚拟电池管理系统。此系统基于动力电池电量特性和热特性的数学模型,根据测量所得充电设备的输出模拟动力电池的充电响应,如单体电池电压、单体电池温度、电池荷电状态(SOC)等,再将这些状态信息回馈给充电设备,从而为充电设备检测提供实验环境。该虚拟电池管理系统可按检测要求设置不同的动力电池类型及参数,配置不同的充电要求,为充电设备提供相应的虚拟电池负载,实现充电设备检测过程可控。     

太阳能光伏发电系统管理与维护(三)

7.电池均衡充电(1)由于电池组在使用过程中各单体电池有时会产生端电压、电解液密度和容量等的不均衡现象,为使各单体电池都达到均衡一致的良好状态,在下列情     

电动汽车动力电池均衡系统的设计和试验

针对成组前电池单体初始性能差异和使用过程中差异的放大等不良问题,考虑到主动均衡和被动均衡的优缺点,提出了一种电池单体之间采用主动均衡,电池包之间采用被动均衡的新均衡方案。系统以单体电池端电压和电池包端电压作为控制目标参数,根据电池单体的ε值和电池包的δ值与设定的阈值进行比较来控制场效应开关管和三极管的开闭,进而实现主动均衡和被动均衡。实验结果表明,均衡系统在充电、放电两种状态下都能够起到均衡效果,从而说明了均衡系统的有效性,达到了设计的目的。     

磷酸铁锂并联电池组充电安全性界定

基于Matlab/Simscape平台开发了磷酸铁锂单体电池模型,据此建立了不同拓扑结构的电池组模型,分析了单体电池老化对并联电池组性能的影响。结果表明,与老化单体电池并联的单体电池荷电状态上升速率高于其余单体电池,以单节电池安全为约束的充电模式将导致其内部并联单体电池出现过充电。为保证并联单体电池充电安全,单节电池充电截止电压需依据电池老化状态重新界定,且实际使用过程中,可忽视充电电流对单节电池充电截止电压的影响。在此基础上,提出了仅考虑并联单体电池数,以极限状态下的充电截止电压控制充电过程,确保并联电池组充电安全的理念。     

基于AVR单片机的智能充电器软件系统设计

在ATMEGA32为主控制器的智能充电器硬件平台上设计了智能充电器的软件系统。智能充电器的软件模块包括充电参数设置模块、电池参数实时显示模块和均衡充电模块,其具有均衡充电和参数显示等功能。实验结果表明,系统能够均衡电池组单体电池电压差,充电后电压差小于0.01 V,其他各种模块能够很好地完成相应任务。     

基于CAN总线的锂离子电池组充电管理系统

锂电池串联用作设备电源时,各节电池单体的个体差异比较大,会导致电池放电特性不一致。通过对锂离子电池组充电特性研究,运用PID控制算法控制电池单体恒流恒压充电,各个模块通过CAN总线上传电压电流电量信息,实现电池单体监控,实现恒流、恒压充电、过流、过压及短路保护,该设计使得每个模块独立运行,完成充电后电池均衡性强,并明显提高了控制精度。     

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％.