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。     

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。     

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。     

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。     

可用于故障电池切除的电池组均衡电路

针对电池组不一致性可能威胁储能系统安全运行问题,用电压差异度来表征电池组中单体电压一致性,设计可在线实现故障电池切除与电池均衡的拓扑结构电路。该电路结构简单,控制容易,可有效提升电池组内单体电池性能的一致性,经验证,该电路结构可实现在线切除故障电池和电池间均衡。     

基于PSoC的磷酸铁锂电池组管理系统的设计

电池组管理系统由于涉及单体电池的电压、温度采样及均衡控制,存在电路复杂、成本高等问题。采用新一代电子器件PSoC,运用软硬件协同设计技术,设计了一种电池组管理系统。该系统能够实现单体电池电压、总电压、电流和温度的检测。并且具有过充电、过电流、短路、过温度等保护功能。系统均衡控制电路由PSoC内部的CPU及数字模块构成,减少了外围元件的数量;模拟硬件复用器和模拟模块构成的电流、电压检测电路替代了大量的外部检测电路,可缩小电路板的尺寸,降低系统的成本,提高系统的精度和可靠性。     

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%。     

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。     

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。     

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。     

串联液态金属电池组均衡控制策略研究

液态金属电池是一类廉价高效、适合规模电能存储的新型储能电池技术。在分析液态金属电池特性的基础上,研究了一种基于开关矩阵的电感型均衡电路,提出以荷电状态(SOC)作为均衡变量,以SOC极大和极小的电池单体作为均衡对象,通过"变步长"方式对均衡电流进行控制的cell-to-cell均衡控制策略,并阐明了其具体的工作原理。利用Ma tla b/S imulink软件构建了串联液态金属电池组均衡控制系统模型,并针对串联液态金属电池组处于静置状态和恒流充电状态分别进行均衡控制仿真分析。该均衡控制策略适用于电池组的各种运行状态,可有效提高电池组中液态金属电池的一致性和容量利用率。     

基于反激式变换器的锂电池组均衡系统设计

针对大容量锂电池组在电动汽车中的应用,提出并设计了一种基于反激式变换器的锂电池组均衡系统。通过微控制器和驱动电路控制双向同步反激式变换器实现电池能量的双向转移,配合相应的均衡策略,进而实现电池组的双向均衡。采用12路串联锰酸锂电池组进行实验,实验数据表明该系统工作稳定,使用灵活,均衡效率高,均衡电流大。     

能量转移型锂电池组均衡电路的设计与研究

电动汽车用动力电池组都是由多个单体电池串联而成,单体电池之间性能不可能会完全相同,为解决电池之间的不一致性问题,介绍了以电感为储能元件,在电感电流断续模式下,通过能量转移方式来实现相邻两节电池之间的电池均衡,在电路拓扑结构中,使用电池自身的电压来作为驱动的外部电源,无需专用的驱动芯片来控制开关的开通和关断,这种均衡方法体积小,成本低,由于光耦的使用,使得只有在均衡的情况下,均衡电路本身才会产生损耗,具有效率高的特点。通过分析均衡电路的模型,配置电路的参数,有效地解决了串联电池组电池不一致的问题。     

动力电池组电压采集及均衡控制策略研究

动力电池组是纯电动汽车的唯一动力来源,是整车的能源核心。对于正在运行的电动汽车,其电池管理系统需要实时监测电池组各单体电池电压,并以此实现电池单体之间的均衡控制。文章完成了基于LTC6802的十二节电池电压采集板的设计,并实现了电池组内均衡控制电路的设计。测试实验论证该实验板电压采集精度能够达到99.5%,均衡电路能够快速准确的实现单体电池之间的均衡。     

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。     

基于X3100的锂离子电池组管理系统

本文设计的锂离子电池组管理系统中采用MC9S12C32为控制核心,X3100检测电压、电流,实现充电均衡和保护功能;DS18B20检测电池温;电容均衡模块实现放电均衡.该系统能够实时监控电池组状态;实现单体电池的过压、欠压、过流、温度保护;实现电池的充放电电量均衡;确保电池组安全工作,并延长电池组寿命.     

实用串联锂离子电池组均衡电路的比较研究

充电均衡可以提高串联电池组中各电池的均衡性。在实际选用均衡电路时需要考虑到均衡效果,本文选择两种均衡电路,通过对两组电池组的均衡实验,对均衡电路进行比较研究。实验表明,当电池组中电池数量多、电压差异大时,反激式均衡电路比Buck—B00st电路效率更高。本文研究内容有助于方便、有效地衡量均衡效果,以便根据应用场合选择合适的均衡电路。     

一种基于模糊控制的削峰填谷式均衡系统

针对传统主动均衡电路存在的硬件成本、控制复杂度、均衡速度等方面的问题,基于模糊控制理论,提出了一种削峰填谷式的电池均衡管理系统,支持电池组同时对多节电池进行并行均衡以及单体电池间的均衡,光MOSFET的研发解决了削峰电路中隔离驱动电路的成本和面积问题。仿真结果表明,基于模糊控制器的均衡策略可以对充放电均衡效率进行优化。基于该驱动电路,设计实现了并行填谷式电池管理系统,测试结果表明,均衡充电时,电池组电压极差可在30 min内从535.2 mV降低到9 mV;均衡放电时,电池组电压极差可从117.1 mV降低到9.8 mV,表明该均衡策略的有效性和实用性。     

基于LTC6802的电池组均衡电路设计

设计了一套基于LTC6802-2电池监测芯片的电池组均衡电路,其中主控制器选用飞思卡尔(Freescale)8位微控制器MC9S08DZ60,电路可以完成12路单体电池电压信息的采集,实现对电池组的均衡管理。详述了该均衡电路的硬件和软件设计方案,并在12路串联锂离子电池组上进行了实验,实验结果表明该均衡电路具有均衡效果好、可靠性高等优点。