矿用锂离子电池组均衡管理系统研究

针对矿用大容量锂离子电池组在使用过程中,由于单体电池的性能差异,长时间充、放电过程中容量差异不断增大,最终导致锂离子电池组性能急剧下降缩短循环寿命缩短的问题,对多种电池组均衡充电技术进行研究并结合煤矿用防爆电气设备的结构特点,设计出一种适用于煤矿用锂离子电池电源的主动均衡型控制系统,该系统根据电池组中各单体电池的不同状态,在完成主充电状态后,通过均衡控制电路对电压较低的单体电池进行均衡充电,实现整组电池的均衡。通过实验和工业应用结果表明,该均衡控制系统可实现均衡充电误差小于30mV,锂离子电池组使用寿命大幅延长。     

基于SOC的串联锂离子电池组均衡策略研究

由于一致性问题的存在,成组电池在可用容量、使用寿命等方面远不及单体电池,电池组的均衡管理对电池的成组使用者有着重要的实际意义.论文就针对锂离子串联电池组的均衡技术进行了研究,首先介绍了电池组一致性问题产生的原因,指出均衡管理的重要意义,分析了锂离子电池组SOC的一致性和基于SOC的均衡策略,详细阐述了基于SOC的均衡技术实现,最终搭建实验平台进行测试,验证了所使用的均衡策略和硬件电路的有效性.     

基于SOC的锂离子电池组均衡控制

不一致性问题极大地降低了锂离子电池组的整体性能,均衡控制是目前能有效改善电池组间不一致性的唯一办法。在分析了目前主流均衡设计方案的基础上,针对Buck-Boost均衡电路,提出了以锂电池荷电状态（SOC）为均衡对象的均衡控制策略。同时,设计了一种新式的基于双模型自适应扩展卡尔曼滤器的SOC估算方法。实验结果表明,该均衡控制策略改善了电池组间的不一致性,提高了容量利用率。     

串联锂离子电池组均衡充电方法研究

目前,制约电动汽车发展的关键难题就是串联锂离子电池组电压不均衡问题,为了提高串联锂离子电池组在充电过程中的电压一致性,设计了一种基于Buck斩波电路的串联锂离子电池组均衡充电电路.基于锂离子电池的特点对系统总体设计进行阐述,提出一种改进的能量转移型均衡电路.阐明了该电路的工作原理,给出了均衡充电电路的控制策略.实验结果表明,该均衡电路可以使单体电池电压在充电过程中得到均衡,改善电池组的充电特性,实现较好的均衡效果.     

基于SOC的锂离子电池组主动均衡系统设计

对锂离子电池组的工作状态和工作性能进行研究,采用电子技术和计算机控制技术设计智能锂离子电池组均衡控制系统。建立电池组动态模型,创新性地提出基于SOC估计值的主动均衡控制方法,该方法利用抗差无迹Kalman滤波(UKF)得到的高精度SOC估计值作为决策基础。通过18650型锂离子电池组仿真实验表明,所设计的电池组主动均衡系统和新型均衡算法具有较好的实时性和较高的控制精度,对提高纯电动汽车的能量利用率具有重要的现实意义。     

防爆锂离子电池电源电路设计

针对煤矿对防爆锂离子电池的需求,设计了一种防爆锂离子电池电源电路,详细介绍了该电路的组成和功能。该电路采用隔爆分腔设计,当锂离子电池组或电池管理系统发生故障时,充电控制系统和放电控制系统可以快速可靠地断开与锂离子电池组的连接,确保了其他设备的安全;具有充放电保护、电压均衡保护、超温保护、实时显示等功能。     

AGV车用锂离子电池组均衡系统设计

针对AGV车用电池运行环境恶劣,容易导致电池不一致的问题,提出了一种单端反激式变换器和DC/DC恒流恒压均衡充电方案,详细介绍了均衡电路的设计和均衡策略的实现。实验结果表明,该均衡电路可实现最大10 A的恒流恒压充电,均衡电路能量转换效率达到85%以上。可在最大充电电流300 A和放电电流150 A条件下较快的实现电池组不一致的调节,满足AGV车用动力电池组频繁大电流充放电的均衡需要。     

锂离子电池放电寿命的演化自适应建模

采用基于遗传程序设计思想的演化自适应建模算法建立了锂离子电池放电寿命模型，结果表明，该算法收敛速度快，１次可获得多个精确度较高的模型，模型经验验后的结果与实际情况能很好地符合，该真法具有较强的通用性，可快速有效地解决了广泛领域内的自动建模问题。     

锂离子电池荷电状态估计: 非线性观测器方法

电池荷电状态(state of charge,SOC)的准确估计是电动汽车有效实施能量管理的基本前提和安全高效运行的重要保障.为降低电池系统因迟滞效应和非线性因素对SOC估计产生的不利影响,本文基于Lipschitz非线性系统观测器设计理论,提出了一类电池SOC估计新方法.基于该新方法设计的观测器具有结构简单,估计性能好等优点.首先根据电池等价电路模型给出电池系统的数学描述,进而利用脉冲放电实验数据计算出电池系统各参数值,然后利用线性矩阵不等式方法求解出观测器增益矩阵,最后利用城市道路循环(urban dynamometer driving schedule,UDDS)工况测试验证了观测器系统具有良好的跟踪性能.     

基于锂离子电池组的微小卫星电源控制器设计

在我国航天用锂离子电池组控制电路研究相对落后的背景下,设计了一种新型的微小卫星电源控制器;该电源控制器包括充电、放电、分流和均衡保护部分,充电、放电、分流部分通过将母线电压的采样值与预设参考值比较产生PWM信号对控制电路进行自动调节,均衡通过采样和处理器计算比较实现;实验结果表明,该控制器工作稳定,确保了锂离子电池组工作安全的同时,很好地满足了各种情况下母线负载的需求。     

矿用单轨吊磷酸铁锂电池组复合式分层均衡电路

在矿用单轨吊磷酸铁锂电池组连续的充放电循环中,各单体电池不一致性会导致电池组整体性能衰减、使用寿命缩短,传统电池组均衡方式均衡时间长、控制策略复杂。针对上述问题,在Buck-Boost均衡电路和飞渡电容均衡电路的基础上,提出了一种复合式分层均衡电路。底层和中间层Buck-Boost均衡电路按照二叉树结构构建,顶层飞渡电容均衡电路实现3个相邻电池组之间任意2个电池组的能量传递,使电池不仅能够在层内进行能量传递以实现相邻电池间均衡,还可在层间进行能量传递以实现非相邻电池间均衡。仿真结果表明,复合式分层均衡电路大大缩短了均衡时间,显著提高了电池电压一致性。     

一种锂动力电池组保护系统的湿度监控设计

湿度监控是目前锂离子动力电池组保护系统的基本功能。考虑到目前保护系统湿度测量中存在的精度低的问题,以提高湿度测量精度为目标,在湿度传感器HS ll0 1的线性化湿度测量的基础上,提出结合频率捕捉技术和比例系数校正方法的湿度监控设计方案。实验结果表明:该设计方案适用于大容量锂电池动力电池组保护系统的湿度监控测试。     

一种新型模糊非线性PID控制器

采用一维输入一维输出的模糊映射关系与传统PID控制器相级联的方式，构成一个模糊非线性PID控制器以提高现有PID控制器的性能．一维模糊控制器无需选择与调整量化因子和比例因子，采用五条规则，易于实现．数值仿真和误差泛函积分评价指标表明，所提出的模糊非线性PID控制器比现有控制器具有更好的动静态性能．     

非线性PID控制器

本文利用非线性跟踪-微分器和非线性组合方式来改进经典PID调节器以提高其适应性和鲁棒性.     

基于SIMULINK的非线性优化PID控制

提出了利用MATLAB优化控制工具箱与优化函数相结合对非线性系统PID控制器进行优化设计的方法,同时建立了基于MATLAB/SIMULINK的非线性系统仿真图.通过仿真试验,验证了该参数优化设计方法不仅方便快捷,而且使系统具有较好的控制精度和稳定性,可使系统的性能有所提高.     

基于改进遗传算法的非线性PID控制器

基于PID控制器各增益参数与偏差信号之间呈现非线性关系,该文提出了一种非线性PID控制器.同时,针对经典遗传算法收敛速度慢、易于早熟、局部寻优能力差等缺点,在前人研究成果的基础上,改进了传统的遗传算法,并将其应用于非线性PID控制器参数寻优.仿真结果表明,基于此遗传算法寻优设计的非线性PID控制器可以极大地提高寻优的速度,同时兼顾系统的动态和静态性能.     

非线性机械系统PID控制渐近稳定性分析

应用Lyapunov直接稳定性理论和LaSalle不变性原理, 证明了不确定非线性机械系统常用线性PID控制的半全局渐近稳定性. 同时证明了为提高系统的响应速度而发展的一种非线性PI加D (NPI-D)控制系统的全局渐近稳定性. 两自由度机器人系统的数值仿真结果验证了NPI-D控制的良好性能.     

碱赤泥浆流量的非线性智能PID控制

在生料浆配料过程中,碱赤泥浆的流量直接影响着生料浆的各项工艺指标.针对碱赤泥浆流量的非线性和不确定性,本文提出了基于非线性补偿的智能PID控制方法.基于非线性补偿的智能PID控制器由常规PID控制器和非线性动态补偿两部分组成,利用极点配置方法设计常规PID控制器,利用神经网络对碱赤泥浆流量对象中的非线性部分进行逼近并在控制器中进行补偿.设计并开发了碱赤泥浆流量的非线性智能PID控制软件,应用结果表明,碱赤泥浆的流量可以准确、稳定的跟踪设定值,具有良好的控制效果.