退役动力电池一致性评估及均衡策略研究

电池梯次利用是处理动力电池庞大退役量的有效手段之一。针对退役电池梯次利用过程中分选技术进行研究,主要从退役电池SOC关键参数分布特性以及退役电池一致性控制策略分析两方面展开。提出主动被动协同均衡策略考虑电池参数的相关性,弥补了单一均衡方式的不足。同时提高充放电均衡控制的可靠性,实现了均衡效率的最优化。分析退役动力电池荷电状态数学模型,涵盖不同类型的退役动力电池的荷电状态。并进一步对退役动力电池储能系统荷电状态控制策略进行研究。基于主动被动协同均衡策略,分析多组退役电池储能单元的SOC一致性,为完善退役电池梯次利用一致性分选技术有所助益。     

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。     

锂电池组高效率电压均衡系统的研究与设计

针对串联锂电池组电压不均衡问题,研究了一种高效率的双向主动能量转移型均衡技术。以锂电池电压为均衡判断依据,反激式双向主动均衡电路为主电路,LTC3300-2为均衡电路驱动器,LTC6803-3为采集器,单片机为处理器,设计了一套串联锂电池组的电压均衡系统。实验结果表明,本均衡系统控制灵活、均衡电流大、损耗低、效率可达到90%以上,不仅提高了电池组的性能,而且有利于延长电池的使用寿命。     

基于LTC3300-1的电动汽车锂电池组主动均衡系统研究

电动汽车动力电池组由单体电池串并联而成,由于单体电池之间存在不一致性,因此,电池组的性能和寿命受到严重影响。电池均衡系统可以降低单体电池之间的不一致性,延长电池使用寿命。采用电池管理芯片LTC6804-2与电池均衡芯片LTC3300-1,设计了一套能量双向转移型电池主动均衡系统,并用12节锂电池进行实验。实验结果表明该均衡系统可以有效降低单体电池之间的电压差,均衡效果明显,因此,该均衡系统对提高单体电池的一致性和延长电池组的使用寿命具有重要的应用价值。     

基于MC9S12与LTC6811的储能电站电池管理系统设计

设计了一种用于储能电站的电池管理系统(BMS)。基于储能电站BMS拓扑结构及锂电池的特性,设计了一种以Freescale单片机和ADI电池管理芯片(MC9S12与LTC6811)为核心的BMS。该BMS可实现对多路电池电压、温度采集及均衡控制;同时,可根据采样数据利用改进型安-时积分法进行电池荷电状态(SOC)计算。根据现场实际数据,将电池电压、温度的采样值与实际值比较,同时对电池均衡效果及SOC进行分析。试验结果证明,设计的BMS具有较高的采样精度和采样速度,均衡控制合理,SOC估算值误差较小,验证了所设计BMS的实用性。     

基于多片LTC6803-4级联的电池管理系统的设计与实现

针对电池管理系统(BMS)扩展需要,设计了一种基于多片LTC6803-4级联的BMS,实现了对更多单体电池的管理。设计中,利用2片LTC6803-4管理16节锂电池,采用独立电源供电保证突发断电情况下电池信息采集,实现功能包括:电压、电流和温度采集、SOC估算、电池均衡、热管理、充放电管理、故障诊断和上位机通讯。采用ARBIN动力电池测试系统对设计的BMS进行功能测试,测试结果验证了设计功能的合理性和精度要求。     

一种面向轻型电动车的锂离子电池组均衡方法

针对四轮轻型电动车的典型应用,提出了一种面向24节串联锂离子电池组的非耗散型均衡方法。该方法通过对电池状态进行精确监测,利用目前较为先进的LTC3300芯片,可将电荷从SOC较高的电池转给电池组,也可用电池组的整体电荷对某个SOC较低的电池补电,实现双向快速均衡。通过均衡与充电交替进行的控制策略,电池组能实现SOC意义上的均衡,提高均衡精度。试验及仿真结果表明,该方法在均衡耗时及能量效率两个方面都较现有方法更优。     

太阳能充电的锂电池双向主动均衡模块设计

为了给家庭提供清洁持续的能源,采用LT3652电池充电管理芯片以及LTC3300-1电池组均衡器设计了一种太阳能充电的锂电池均衡模块。工业级太阳能充电电路复杂,成本高,不适合家庭使用,而传统的电阻耗散式均衡有着高发热和有效储能低的问题,因此设计的最大峰值功率跟踪(MPPT)电路和同步反激式均衡结构实现了光伏电池对锂电池充电效率最大化并可对锂电池组进行双向主动均衡,简化了太阳能充电电路。利用仿真的方法,详细介绍了LT3652和LTC3300-1的功能,对所需元器件的选择以及相关电路的设计进行了详细说明。本设计具有较易的充电电路、高均衡能量转换率以及灵活高效等特点,并可实现大规模集成。     

基于STM32和LTC6803的电池管理系统设计

设计了一种基于STM32和LTC6803的纯电动汽车锂电池管理系统,旨在提高单体电池电压检测的精度,缩短检测时间,并实现了自动均衡的功能。给出了系统的软硬件设计方法,其中硬件包括电压采样、电流采样和LTC6803的接口电路等电路。并采用结合开路电压法和安时积分法的电池荷电状态(SOC)估算方法,实现对电池剩余电量的精确估算。     

应用于储能单元的串联电池模块主动均衡研究

串联电池组广泛应用于电动汽车和储能电站等多个领域。在长时间使用后,电池单体由于制造工艺和使用环境的差异容易出现电量的不均衡,影响电池组整体容量和功率性能的发挥。为此,针对储能单元电池模块提出了一种双向主动均衡系统,该系统包含串联电池模块、开关阵列、主动均衡DC/DC变换器、电池信息采集单元等。对均衡主电路基本工作原理及控制过程进行了分析,利用16节电池串联构成的电池模块在构建的均衡实验平台上进行了双向电量均衡实验验证,均衡结果表明,初始最大SOC差异40%的电池组经过均衡后SOC最大相差1.1%,证明了均衡系统的有效性。     

退役锂电池梯次利用主动均衡方法研究

针对退役锂电池数量多、不一致性严重等问题,提出基于Buck-Boost电路的分组双向主动均衡结构.以荷电状态(SOC)为均衡变量,电池小组内采用基于单电感的集中式均衡拓扑结构和均值-差值均衡算法,电池小组间采用分布式均衡拓扑结构和极差法及相邻差值法结合的均衡策略,分别实现电池小组内任意单体电池间均衡和相邻电池小组间均衡.12节退役电池的静置均衡和充电均衡实验结果表明,本文提出的均衡方法能快速有效地改善退役电池组的不一致性,均衡时间分别为98 min和87 min.     

基于动态式双阈值的锂电池组主被动均衡策略

在采用传统电荷转移式均衡方法中,多个单体电池之间存在着反复循环充放电现象,进而产生锂离子电池组均衡时间长、效率低的问题.针对此问题,提出一种动态式双阈值主被动均衡控制策略.首先,主被动均衡电路的开关阵列包含有N+1个开关(N为电池数目),在减少元器件数目的同时,主动均衡提高均衡效率,被动均衡在充电末期延长电池反应时间,...     

基于SOC的锂电池组能量均衡控制策略研究

针对电池制造工艺和使用环境不同所引起的电池单体间荷电状态(SOC)不均衡问题,提出了一种锂电池组主动均衡控制策略。在以无迹卡尔曼滤波(UKF)算法准确估算锂电池SOC的前提下,以电感为储能元件,通过模糊-PI算法调制MOSFET的占空比(PWM)进而实现均衡电流的优化控制,使能量直接由电池组中的SOC最高的单体电池转移至SOC最低的单体电池。在预设的实际工况下,通过以上分析建立系统均衡控制实验平台。实验结果证明该系统均衡速度和效率都优于传统的PI控制系统。     

大功率动力电池组BMS的主动均衡混合策略

由于电池的不一致性,电动汽车、叉车以及其他大功率动力电池组的电池管理系统(battery management system,BMS)至关重要,精确的荷电状态(state of charge,SOC)估计和高效的均衡策略是BMS的技术核心.基于同步双向反激式变压器的均衡电路拓扑,提出一种以电池SOC、电压为均衡变量的分段式主动均衡混合策略.通过搭建BMS电池组实验平台,开展了充放电阶段的均衡实验,结果显示充电阶段均衡后电池组总容量提升了2.3％,单电池电压极差由74 mV减小至9 mV;放电阶段均衡后单体SOC误差不大于0.5％.实验验证了所提主动均衡混合策略的有效性与可行性,能较好地改善电池组的不一致性.     

基于双阈值的高精度锂电池主被动均衡策略

针对锂离子电池充放电过程中电量表征变化幅度大、精度低的问题,提出了一种通过实时分段进行双阈值控制的主被动均衡控制策略.该策略结合锂离子电池开路电压与荷电状态(SOC)的关系曲线,实时分段并合理调整均衡控制方向.通过双阈值的精确调控,提高充放电精度;利用主被动均衡电路中的被动均衡小电流特点,增加单体电池在充放电末期的反应时间,实现准确和安全的电池充放电目的.实验结果表明,锂离子电池组充放电过程中进行分段双阈值主被动均衡控制,可以在电池组充放电速度不变的情况下,提高约2％的充电精度,充电末期稳定减缓电流和电压,证明了控制方法的可行性.     

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。     

基于MSP430单片机的12节锂电池管理系统

设计了一种以MSP430单片机和LTC 6802芯片为核心的锂电池管理系统。实现对12节锂离子单体电池电压的检测及显示,对电池组充放电进行监控和保护,实现电池组的SOC估算和充放电均衡,利用CAN总线对其进行通讯设计。     

低轨卫星电源系统锂离子电池组主被动混合均衡拓扑

低轨卫星电源中锂离子电池均衡系统是保障电池单体一致性,充分利用电池组容量,提高电池可靠性和循环寿命的重要部分。被动均衡技术由于结构简单、控制容易等优点,在直流母线卫星电源系统中占绝对主要地位。但是,被动均衡有热设计复杂的缺点,而且往往仅在电池充电时均衡,会导致电池单体放电深度不能得到一致控制,从而影响电池组寿命。主动均衡技术具有较高的效率和均衡速度,而且可以采用智能化的控制方法,是锂离子电池均衡技术的主流发展方向。主动均衡技术往往需要大量的开关和储能器件、复杂的控制算法,存在体积大以及可靠性低的缺点。现有的大多数主动均衡技术还不能直接应用于直流母线卫星电源系统。本文根据低轨卫星电源储能蓄电池的工作特性,提出一种基于开关矩阵的主被动混合均衡拓扑,具有结构简单、控制容易、可靠性高的优点,并通过实验证明其可行性。     

改进锂离子电池主动均衡充电控制方法

电动汽车的主要驱动动力是锂离子电池,当前电池充电均衡技术的不成熟成为制约电动汽车普及化的最大难题,从而严重影响了电动汽车的性能。设计一种以双向Buck-Boost拓扑为主电路的主动均衡控制系统,采用神经网络与无迹卡尔曼滤波器(UKF)相结合的估算方法估计荷电状态(SOC),并以SOC作为主要的均衡判据,提出了一种改进主动均衡控制策略,实现了锂电池组在充电过程中的主动均衡,并通过MATLAB仿真分析。实验结果表明:电池组能够较好地完成各单体电池间的能量均衡,所改进的主动均衡控制方法可以更加有效快速地达到均衡目标,同时能量损耗较少,证明了该方案的可行性。     

基于Labview的锂离子电池组管理系统设计

在实际应用中,往往将单体电池串联或并联,组成锂离子电池组,来满足某一装置用电要求。串并联组合模式的电池组,在充放电时需要电压均衡管理。设计一款以STM32和LTC6803为核心的电池管理系统(BMS),该系统可根据SOC评估算法和均衡控制算法对电池组进行均衡保护,防止电池过充和过放,对采集的电池组数据进行处理并上传给上位机,上位机实时监测显示界面用LabVIEW软件编写。