基于DC/DC双向变换器的多电池主动均衡技术

针对锂电池数量多、不一致性较严重的问题,提出一种结合模糊控制理论的DC/DC双向主动均衡电路拓扑。以荷电状态（SOC）为均衡判断依据,采用均值-差值法进行主动均衡,实现了单个单体电池的均衡以及多个单体电池间的交替均衡。仿真结果表明,所提电池主动均衡策略可以有效改善多个电池的不一致性问题,且拥有较快的均衡速度,有效地实现了电池间的SOC主动均衡。     

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。     

基于LC-L储能的串联电池组均衡方法研究

新能源汽车动力电池组在实际使用过程中不可避免的存在不一致性问题,这种不一致性会降低电池组的能量利用率及使用寿命,甚至危及电池系统的安全。为改善电池组的不一致性问题,创新的提出了一种基于LC-L储能的串联电池组主动均衡拓扑。利用电感电容谐振电路实现能量转移,利用缓冲电路减小均衡电流的突变,均衡能量可以在任意单体间转移。具有结构简单体积小,易于扩展的特点。通过搭建四节单体串联的电池组均衡实验平台验证了新型均衡拓扑的有效性,通过与传统均衡拓扑的对比,说明了新型均衡拓扑的优点。     

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。     

退役动力电池多变量均衡控制策略研究

退役动力电池单元不一致性严重影响了电池组的剩余寿命和容量利用率,且对均衡管理系统提出了更高的要求.结合电池的开路电压-荷电状态(ocv-soc)特性曲线,提出了一种基于电压和soc的多变量协调均衡控制策略,根据电池组soc所处的状态,选取电压和soc的组合权重作为均衡变量.仿真结果表明,多变量协调均衡策略与单一变量均衡策略相比,以相对较快的均衡时间实现了电池电压和soc更好的均衡效果,满足了退役电池组均衡的实际需求.     

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。     

基于反激变换器的双目标直接均衡方法

新能源汽车串联电池组各单体间不可避免的不一致性将会降低电池组的能量利用率及循环寿命,甚至危及新能源汽车使用安全.为改善串联电池组的不一致性,该文创新性地提出一种基于反激变换器的均衡拓扑,利用结构简单可靠的反激变换器实现均衡能量在整组电池和任意单体间转移,所提出的拓扑减少了储能元件的数量,降低了均衡系统的体积,而且能量传递的一次侧仅需一组控制信号,降低了控制难度;在此拓扑基础上,提出一种双目标直接均衡控制策略,将充电过程和放电过程的均衡合二为一,同时实现充/放电过程最高端电压的降低和最低端电压的升高.仿真及实验结果表明,该文所提新型均衡方法具有良好的动静态均衡效果,能够显著地改善串联电池组的一致性.     

动力电池分层均衡控制研究

提出一种分层均衡电路,用于解决锂离子电池在串联成组时,由于单体电池的不一致性,产生的部分电池过充和过放的问题。分层均衡电路以单体电池荷电状态(state of charge, SOC)值作为均衡变量,将电池组分为3个小组,组内进行基于Buck变换器的均衡;在各小组之间搭建Buck-Boost电路,进行组间均衡。组内均衡与组间均衡相结合,提高了均衡效率。在MATLAB/Simulink平台搭建的仿真结果表明,相对于基于Buck变换器和基于Buck-Boost变换器的均衡电路,分层均衡电路在静置、充电和放电3种工况下,均衡时间相比基于Buck的均衡电路分别降低了21%、18%和30%,相比基于Buck-Boost的均衡电路分别降低了17%、29%和15%。电池组的均衡实验表明,该电路提高了单体电池一致性,能将电池组SOC值极差控制在0.1%以内,解决部分电池过充和过放问题,同时提高了均衡效率。     

串联蓄电池组均衡控制策略研究

针对串联蓄电池组单体电池间存在的不一致性问题,改进了一种基于Buck-Boost均衡电路的均衡控制策略。由于传统的均衡控制策略对某些特殊情况的电池组不一致状态均衡效果不理想,采用最值比较法与相邻差值比较法相结合的均衡控制策略,可有效改善电池组的不一致性,并得到仿真实验对比验证。最后通过对6节镍镉蓄电池的均衡充电,结果表明该均衡策略能有效减小电池组极差,避免不一致性的扩大,提高电池组容量利用率。     

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。