磷酸铁锂电池组的均衡控制策略优化研究

针对Buck-Boost电路在串联电池组均衡中出现的平衡速度慢、损耗高等问题,在功率开关和电感不变的情况下,提出了一种改进的均衡方案。以实验室的磷酸铁锂电池作为研究对象,进行了不同均衡方案的实验。从电池的实际模型角度出发,集合改进后的均衡电路控制,着重分析了改进方案在提高平衡速度和降低损耗方面的效果。仿真和实验结果表明,改进的均衡控制策略减少了电池组的均衡时间,降低了均衡过程中的损耗。     

基于SOC的电池组均衡控制策略研究

为了提高电池组均衡装置的效率,设计出一种新型能量转移式均衡系统。该系统能量转移载体采用蓄电池,具有选型容易、转移过程损耗低、均衡速度快等优点;基于在线SOC估算方法,设计了均衡系统控制策略;仿真表明本设计可以有效实现蓄电池组的均衡,具有实用价值。     

基于能量转换策略的锂电池组均衡技术研究

针对目前电动汽车锂电池组中模组能量不均衡的难题,以电动汽车的三元锂电池组为研究对象,通过电感的方式建立模组间的主动均衡模型,以模组间SOC最大值与最小值的差值作为均衡系统是否开启的判断依据,并对所提出的模型方案进行仿真分析。实验结果表明:所搭建的电感式均衡模型对于模组间的能量均衡有很好的作用,且在随着电池容量衰减、内阻变大的情况下,其均衡速率更快。     

基于SOC变频飞度电容法的VFB能量 均衡控制策略∗

为解决全钒液流电池(VFB)组成材料差异、生产工艺误差和运行中电化学反应速率不一致等对电池容量、 使用寿命、安全和转化效率带来的问题,提出基于SOC 变频飞度电容法的VFB能量均衡控制策略.该策略以SOC 为 均衡判断依据,超级电容为能量转移元件,通过切换MOS管,改变MOS管的频率,实现电池间能量的平衡.同时, 为降低开关管损耗和提高均衡效率,利用Simulink仿真对比定频率和变频率均衡的差异.仿真结果表明该策略可有 效改善电池组间的能量平衡,提高系统的使用寿命.     

一种锂电池组均衡电路及其控制策略设计

针对动力锂离子电池组中因单体电池性能差异而造成过充过放等不良影响的问题,提出了一种简单高效的动力锂电池组均衡方案.在均衡电路方面,该方案设计了一种能量转移型均衡电路,实现能量的双向转移,可以根据需要灵活地控制能量转移方向;在控制策略方面,该方案使用启发式搜索算法中的A*算法对能量转移路径进行规划,加快均衡速度,提高均衡...     

基于VDCG的直流微电网退役锂电池SOC均衡方案

为增加系统惯性,直流微电网内锂电池控制器常采用虚拟直流发电机(virtual DC generator, VDCG)控制方案,但该方案无法使锂电池荷电状态(state of charge, SOC)自均衡。现有基于VDCG的锂电池SOC均衡方案仅能实现电压等级一致的非等容锂电池SOC均衡,而退役锂电池储能系统(retire lithium battery energy storage systems, RLBESS)的容量和电压等级均难以保持一致。针对此问题,提出了一种基于VDCG的适用于不同电压等级及容量的RLBESS 组间SOC均衡方案。该方案在传统VDCG的基础上建立U-Pm关系式并引入SOC均衡因子,能够根据初始SOC状态自动调节锂电池的功率分配,并保持良好的电压质量。建立了所提方案的小信号模型,分析了关键控制参数对系统稳定性的影响。最后,利用Matlab/Simulink仿真软件对不同工况进行有效性验证。仿真结果表明：所提方案能够在锂电池电压等级不一致工况下实现RLBESS 的SOC均衡,具有良好的可扩展性。     

基于回跳电压的锰酸锂电池组SOC估算研究

分析了电池荷电状态SOC的定义,通过电池的Thevenin模型推导出电池离线瞬间产生的回跳电压与电池荷电状态SOC具有一定的正比关系。在考虑了锰酸锂电池组的放电率、放电深度等因素的情况下,对电池离线瞬间产生的回跳电压与电池荷电状态SOC的关系进行实验研究,建立回跳电压和电池荷电状态SOC的函数关系。误差分析结果表明,相对误差最大不超过5%。该方法具有实时测量、误差小和计算量小等特点。     

基于子模块旁路与锁定接入的MMC锂电池组管理系统均衡控制策略研究

随着储能技术的发展,锂电池管理系统及其控制策略成为研究热点。针对基于模块化多电平换流器的锂电池组管理系统,讨论了现有电压均衡控制策略的局限性与限定条件,提出了一种基于子模块旁路与锁定接入的智能均衡控制策略,可以在保证等效两电平输出前提下,实现电池电量的快速均衡控制。仿真和实验结果验证了所提控制策略的可行性。     

基于指数型下垂控制的改进SOC均衡控制策略研究

为解决储能单元在工作过程中产生的荷电状态(state of charge, SOC)不均衡问题,提出了一种基于指数型下垂控制的改进SOC均衡方案。该方案将指数型下垂控制中的放大因子n与储能单元间的SOC差值建立函数关系,使其能够跟随储能单元间的SOC差值变化由小到大连续增大,提高了SOC的均衡速度,也解决了均衡过程中功率响应速度和功率收敛速度两者不可兼顾的问题,同时在下垂系数中引入容量权重因子,消除了容量对SOC均衡的影响。最后,在MATLAB/Simulink中搭建了相关模型并仿真验证了所提方案的正确性和有效性。     

锂电池组均衡方式的研究现状

电池组均衡技术是电池管理系统关键技术之一,良好的均衡方式对克服电池组的不一致性及提高锂电池组的使用寿命具有重大意义。综述了锂电池组的主要均衡方式,评述了国内外均衡方式的研究现状,比较了各种均衡方式的优缺点,总结了电池组均衡方式的研究发展方向。     

基于复合EKF算法的锂电池组的SOC估计

动力锂电池组的荷电状态SOC估计是电动汽车能量控制的重要参数。针对串联锂电池组的SOC估计问题,利用扩展卡尔曼滤波法(EKF)和传统的安时积分法相结合(复合EKF算法)优势互补,并运用对于扩展卡尔滤波法较准确地估计电池的Thevenin模型,以电池组的最小单体电池的电压作为参考电压值,用提出的算法结合所选用的电池模型,对模拟电动车的实际工况进行电池组放电实验,证明这种复合算法不但比EKF法估计SOC准确,对误差还有一定的修正能力,而且还能满足电动车SOC准确度的需要。     

基于微控制器的串联锂电池组均衡设计

针对串联锂电池组充放电过程电池均衡的问题,研制了基于微控制器的锂电池组均衡电路,Buck电压变换通过推挽开关电路和隔离输出电路实现。电池组工作期间利用电阻分压由微控制器对各串电压进行采样测量和比较,由整串电池组供电的开关电路通过继电器或光耦/MOS管切换对电压最低的一串电池输出,实现了充电和放电的各串电池电压均衡。针对串数较多的电池组设计了备用电池补偿的方案,它具有结构简单和高效的特点。     

磷酸铁锂电池组均衡控制策略及荷电状态估计算法

电池组在使用的过程中,由于温度场分布不均匀以及库伦效率的差异,各单体间的剩余容量将会出现不一致性,这将会降低电池组的容量。为了提高电池组的性能,本文提出了以热力学荷电状态(thermodynamic-SOC,t-SOC)作为均衡判断依据,动力学荷电状态(kinetic-SOC,k-SOC)作为均衡控制依据的均衡控制策略。针对电池组在均衡前/后处于不同的状态提出电池组不均衡/均衡状态SOC估计算法。最终通过实验验证了电池组在不同状态下SOC估计的精度,并且根据所提出的均衡控制策略对电池组进行均衡,实现了较好的均衡效果。     

基于耦合绕组的锂电池组主动均衡方案研究

针对锂电池组在充放电过程中出现能量不一致的问题,采用传统的Buck-Boost均衡电路和Flyback均衡电路的均衡方法,提出一种可减小电路尺寸、提高均衡速度和均衡效率的基于耦合绕组的新型主动均衡电路.通过对耦合绕组的选择性充放电,会有三种不同的工作模式来实现单体之间的能量转移,并调节PWM驱动信号占空比来提高均衡器的...     

基于磁化能量的锂电池串模块化均衡方法

串联电池组单体间的电压不均衡会造成系统能效降低及使用寿命的缩短。针对传统多绕组变压器充电均衡方法中因大量电压传感电路的存在造成系统体积、成本的增加,以及由于单个变压器不易实现多绕组而导致电池串单体数受限等问题,介绍了一种基于磁化能量的新型模块化充电均衡方法。利用磁化能量进行多电池组模块间均衡的方法大大减少了额外元器件的使用,减小系统体积、降低损耗。分析了电路充电均衡原理及均衡器性能。对两模块锂电池串联储能系统进行仿真和实验验证,验证了该模块化电压均衡方法的快速性及有效性。     

基于FPGA的锂电池组能量管理系统设计

针对高压大功率锂电池组在航天领域中的应用,研究并设计了一种以FPGA为控制器和Super Buck为功率电路的锂电池组能量管理系统。详细分析了Super Buck直流变换器的拓扑结构及工作原理,进行了相关理论公式推导,同时详细介绍了以FPGA为主控制器的控制方案。设计了一台5 k W实验样机,实验验证了理论分析和设计样机的正确性。     

动力锂电池组均衡拓扑研究综述

论文首先对动力锂电池组的常见均衡方式进行了对比分析。然后定量分析了基于串联的电池-电池均衡拓扑、基于模块的电池-电池均衡拓扑、基于分层的电池-电池均衡拓扑、基于串联的电池-电池组均衡拓扑、基于模块的电池-电池组均衡拓扑等五种类型均衡拓扑的能量流动。最后以基于模块的电池-电池均衡拓扑为例搭建了8节串联锂电池的仿真模型,实验结果表明经过3.2秒的时间电池组完成了模块内的均衡,经过6.1秒的时间电池组完成了模块间的均衡,经过66.5秒的时间电池组中的8节电池全部均衡完成,荷电状态SOC都达到了100%,验证了基于模块的电池-电池均衡拓扑的均衡速度快且均衡效率高。     

基于锂电池SOC估算方法

电池的荷电状态(State of charge,SOC)是锂电池组电池管理系统的重要参数,而电池的SOC估算受到很多因素的综合影响,难以保证其估算精度。准确的电池模型是精确估算SOC的基础,通过对电池模型的改进、模型参数的实时更新,提高了模型参数的精确度;修正的扩展卡尔曼滤波并结合修正的安时积分法,减小了温度、充放电倍率等因素的影响,从而提高了SOC估算的精度。     

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。