基于Buck-Boost电路的能量转移型均衡方案

提出了一种基于Buck-Boost电路的新型均衡电路,实现了锂离子串联电池组充放电均衡。根据均衡能量流向,采取两种不同的均衡策略:电池组放电时,均衡能量由电池组向组内荷电状态(state of charge,SOC)较低的单体电池转移;电池组充电时,均衡能量由电池组中SOC较高的单体电池向电池组转移。以单体电池开路电压在线估计为基础,运用开路电压法估算SOC,选取SOC值在一定阈值范围之外的单体电池作为均衡对象,对6节串联的磷酸铁锂电池进行了充放电均衡实验。实验结果表明,该方案可以有效减小单体电池间的不一致性,提升电池组的整体性,同时提高了电池组充放电容量。     

注入无功功率的链式电池储能系统荷电状态均衡控制策略

针对链式电池储能系统相内电池组荷电状态(SOC)不均衡问题,分析了单位功率因数下均衡控制策略在SOC极度不均衡时导致过调制的边界条件,并提出了一种注入无功功率的新型相内SOC均衡控制策略。通过在各H桥调制信号中叠加有功和无功电压分量,重新分配有功和无功功率,保证SOC处于极端状态的电池组主要进行有功功率交换,其余电池组主要进行无功功率交换,实现极端模块调制比有效降低,非极端模块调制比略有增长,避免过调制。与单位功率因数均衡控制策略相比,该策略通过控制功率因数角充分协调各模块调制比,可以在各电池组SOC差异更大的情况下实现均衡控制,扩大适用范围。仿真结果验证了所提策略的正确性和有效性。     

微电网中多储能电池组电压-SOC分段均衡控制策略研究

针对直流微电网中多储能电池组在充放电末端以荷电状态(SOC)为均衡变量时电压误差大的问题,提出了 一种多储能电池组电压-SOC分段均衡控制策略.根据开路电压与SOC的关系变化曲线进行分段,充分利用电压均衡 计算量少、SOC均衡效果好的优点,在充放电始末端以电压作为均衡变量,在电压平台期以SOC作为均衡变量,采 用下垂控制实现多电池组间的均衡控制.为验证均衡策略的有效性,在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,仿真结 果表明电池组充放电完成后能同时保持电压和SOC良好的均衡效果,有效提高多电池组间的一致性.     

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。     

基于SOC的电池均衡控制技术的仿真研究

提出了一种电感电流临界模式的均衡控制策略,设计了基于SOC的磷酸铁锂电池均衡控制系统,由主控CPU模块控制MOSFET开关管的导通与否,将能量从电池组中SOC最高的电池传递到SOC最低的电池,最后达到每节电池有相同的SOC。采用matlab/simulink进行系统建模和仿真,结果表明电池组无论处于充放电状态还是处于静置状态都能达到良好的SOC均衡效果。     

串联电池组双目标混合均衡控制研究

针对新能源汽车动力锂电池组的不一致性问题,较多研究基于电池组不一致性的外部表现建立控制策略,如电压均衡、SOC（state of charge）均衡等。通过分析电池组产生不一致性的根本原因,结合电池内、外部影响因素的耦合关系,提出了基于老化率和SOC的双目标混合均衡控制方法,同时实现了老化和SOC的均衡。老化均衡实现了各单体电池在不同工况下的寿命衰减程度达到一致,使得电池的不一致性从根源上得到改善;SOC均衡进一步避免了不一致性的扩大,最大限度的发挥动力电池的性能。最后,以4个单体串联的电池组为例在Matlab/Simulink中搭建了均衡电路仿真模型,通过与单目标SOC均衡比较,验证了所提均衡方法的有效性。     

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%。     

基于K-Means聚类分析的串联电池组主动均衡策略

由于电池单体所处温度场不均匀以及电池单体内阻、库仑效率等参数的不一致,电池组在反复充、放电过程中会产生电池单体剩余电量不一致的现象,限制了电池组整体的可用容量。为此,提出了一种基于K-Means聚类分析的串联电池组主动均衡策略,该方法以电池荷电状态(SOC)一致性为均衡目标。以8节三元锂电池串联构成的电池组作为实验对象,在搭建的电池均衡实验平台上进行了实验验证,结果表明,电池组均衡操作前后可用容量分别为1.75和1.87Ah,经过均衡,可用容量提升了6.86%,证明了所提出的均衡策略的有效性。     

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。     

基于可重构电池的稳压及均衡方法研究

锂离子电池组在使用串联可重构电池拓扑进行均衡时,输出电压波动较大,而加入DC/DC变换器进行稳压后又会增加能量损耗和控制复杂度.为解决以上问题,提出一种无DC/DC变换器的新型可重构电池拓扑及控制策略.通过对开关的控制,选择电池组中SOC(state of charge)较高且电压满足要求的电池进行放电,并连续替换SOC较低的电池.使用Matlab/Simulink软件进行仿真,结果表明,与带有DC/DC变换器的可重构拓扑相比,此拓扑结构在电池组放电的情况下最大的电压波动为2.03 V,且电池组的SOC差异度从均衡前的0.95％降低到0.58％,验证了该拓扑良好的稳压及均衡性能以及控制方法的有效性.     

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。     

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。     

液态金属电池串联成组的一致性分选EI北大核心CSCD

液态金属电池是一种兼具低成本、长寿命、大容量优势的规模储能技术。为提高串联液态金属电池组一致性和可靠性,该文提出一种电池综合分选方法。基于单体电池的活化数据,获取液态金属电池的综合特性参数;然后,通过皮尔逊相关性分析,选取若干典型静态特性指标作为聚类特征,进行电池初分选;最后,以动态时间规整相似度对电池放电曲线的差异性进行量化评估,并采用减法聚类进行电池再分选。研究结果表明,分选后液态金属电池组容量提高了6.77%,电池放电曲线差异减少了88.28%,电池组一致性得到显著提高。     

孤岛微网中分布式储能SOC和效率均衡控制策略

在微网的运行中,不同储能电池的特性和初始状态不一致,会降低电池组间的功率分配精度。针对这一问题,提出了一种基于并联储能单元荷电状态(SOC)和充放电效率的储能均衡控制策略,以均衡电池差异和减少系统有功损失。所提方法采用分布式控制方式,将各分布式储能单元的SOC和充放电效率作为控制输入量,实时调整其输出功率,在满足系统功率需求的同时实现功率均分及并联储能单元间SOC和效率差异均衡。在此基础上,基于各储能单元SOC设计了均衡影响因子,采用两段法优化并联储能单元间SOC的均衡效果。通过MATLAB/Simulink仿真分析了所提控制策略在分布式负载变化、系统电源故障切除及有无均衡影响因子动态变化情况下的SOC均衡效果,仿真结果验证了所提方法的有效性和"即插即用"特性。     

基于SOC的串联电池组充电均衡方法

为解决串联电池组的充电均衡问题,选择集中式均衡方法作为方案,从荷电状态(SOC)估算公式内各变量的来源角度出发进行研究,测量电阻随温度变化的数据值、利用SPSS软件对采集的数据进行分析,确定SOC估算公式。在SOC最小值达到75%之前,对电池SOC值45%、SOC差值为6.3%的镍氢电池组以1.5 A的电流恒流充电,之后以30 V的电压恒压充电。选用该方案后,电池组内各单体电池的SOC均匀分布于86.5%左右,试验效果符合要求,设计方案满足要求。     

大电流均衡电路的研究与设计

电池组是由多个电池单体串联组成的,电池单芯的不一致性会导致电池组整体性能下降,需要对电池组进行均衡控制。此处分析了不同均衡控制方法的优缺点,针对大电流充放电条件下的均衡要求,设计了一种电池大电流均衡电路,并提出了基于此电路的快速高效均衡控制策略。测试结果表明,所设计的电路可实现大电流的均衡,且控制灵活、损耗低,能够有效地改善电池组电压不一致问题。     

串联锂离子电池斜坡电流均衡器

针对串联锂离子单体电池在充、放电过程中存在荷电状态(SOC)不一致的情况,提出了一种斜坡电流均衡器。均衡时能量直接由电池组中的高电压单体电池向低电压单体电池转移。此均衡方案以电感和电容为储能元件,通过开关器件的占空比控制均衡电流,均衡电流为可控的斜坡电流。同时对两串联锂离子电池进行了仿真和实验,实验结果证明了此均衡方案的有效性。     

一种优化的基于ARM Cortex-M3电池组均衡控制算法应用

为了弥补单体电池因电压差造成过充过放性能较弱的缺陷,同时为保护电池组,以提高其有限容量利用率,提出并设计了一种优化的基于ARM Cortex-M3电池组均衡控制算法应用系统。以EXP-LM3S811作为开发平台,实现上、下位机数据通信、荷电状态(SOC)算法、电池参数及报警功能,采用一种优化的电量复合估算方法对电池组SOC进行准确计算,并且利用Labview人机界面实时监控电池组工作状态。通过仿真和实验证明,该系统提高了均衡控制效率和精度,具有较好的电池利用率。     

电池组分段混合均衡控制策略

为了解决电池组由于制造工艺和应用环境的差异所引起的不一致性问题,针对具有电压平台宽、在充放电末端电压变化快这类特性的电池体系,提出了一种基于电压和荷电状态(SOC)的分段混合均衡控制策略。应用MATLAB/Simulink仿真平台,搭建基于双向反激式变压器的多绕组结构的主动均衡拓扑结构,并分别在几种不同的电池组运行工况下验证所提分段混合均衡控制策略的有效性。与采用单一均衡变量的均衡控制策略进行比较,仿真结果表明分段混合均衡控制策略在电池组充电完成或放电结束后能够同时保持电池组电压和SOC良好的均衡效果;所提分段混合均衡控制策略能够更有效地提高电池组的一致性。     

磷酸铁锂电池能量转移均衡策略及其电路研究

以磷酸铁锂电池组内部不平衡性为研究对象,基于极端单体电池的保护原理,设计了一种双向能量转移式均衡电路及控制方法,以解决现有串联电池组在充放电时没有均衡或均衡效果不佳的问题。基于双向能量转移式均衡电路拓扑和工作原理,提出了一种以电池电压作为逻辑判断信号,采用多路开关分时均衡控制的策略,并利用Matlab/Simulink软件搭建仿真模型,进行了仿真实验,结果表明:该均衡电路结构及其控制算法有效克服了磷酸铁锂电池在串联成组使用时的短板效应以及工艺差异,保证了电池组中各单体电池容量的一致性,使整个电池组的剩余电量(SOC)最大化。