基于SOC的串联锂离子电池组均衡策略研究

由于一致性问题的存在,成组电池在可用容量、使用寿命等方面远不及单体电池,电池组的均衡管理对电池的成组使用者有着重要的实际意义.论文就针对锂离子串联电池组的均衡技术进行了研究,首先介绍了电池组一致性问题产生的原因,指出均衡管理的重要意义,分析了锂离子电池组SOC的一致性和基于SOC的均衡策略,详细阐述了基于SOC的均衡技术实现,最终搭建实验平台进行测试,验证了所使用的均衡策略和硬件电路的有效性.     

基于非线性PID的串联锂离子电池组的均衡控制

针对串联锂离子电池组充放电过程中的均衡问题,设计了一种新型的非线性PID均衡控算法。利用非线性函数,构造了误差与PID参数的非线性映射关系,使得PID调节器中的增益参数随控制误差而变化,比常规的线性PID调节器具有更强的鲁棒性和更好的动态响应。仿真结果表明,该算法控制精度高,速度快,能够无超调地实现锂离子电池的能量均衡。     

串联锂离子电池组均衡充电方法研究

目前,制约电动汽车发展的关键难题就是串联锂离子电池组电压不均衡问题,为了提高串联锂离子电池组在充电过程中的电压一致性,设计了一种基于Buck斩波电路的串联锂离子电池组均衡充电电路.基于锂离子电池的特点对系统总体设计进行阐述,提出一种改进的能量转移型均衡电路.阐明了该电路的工作原理,给出了均衡充电电路的控制策略.实验结果表明,该均衡电路可以使单体电池电压在充电过程中得到均衡,改善电池组的充电特性,实现较好的均衡效果.     

防爆锂离子电池电源电路设计

针对煤矿对防爆锂离子电池的需求,设计了一种防爆锂离子电池电源电路,详细介绍了该电路的组成和功能。该电路采用隔爆分腔设计,当锂离子电池组或电池管理系统发生故障时,充电控制系统和放电控制系统可以快速可靠地断开与锂离子电池组的连接,确保了其他设备的安全;具有充放电保护、电压均衡保护、超温保护、实时显示等功能。     

AGV车用锂离子电池组均衡系统设计

针对AGV车用电池运行环境恶劣,容易导致电池不一致的问题,提出了一种单端反激式变换器和DC/DC恒流恒压均衡充电方案,详细介绍了均衡电路的设计和均衡策略的实现。实验结果表明,该均衡电路可实现最大10 A的恒流恒压充电,均衡电路能量转换效率达到85%以上。可在最大充电电流300 A和放电电流150 A条件下较快的实现电池组不一致的调节,满足AGV车用动力电池组频繁大电流充放电的均衡需要。     

基于SOC的锂离子电池组均衡控制

不一致性问题极大地降低了锂离子电池组的整体性能,均衡控制是目前能有效改善电池组间不一致性的唯一办法。在分析了目前主流均衡设计方案的基础上,针对Buck-Boost均衡电路,提出了以锂电池荷电状态（SOC）为均衡对象的均衡控制策略。同时,设计了一种新式的基于双模型自适应扩展卡尔曼滤器的SOC估算方法。实验结果表明,该均衡控制策略改善了电池组间的不一致性,提高了容量利用率。     

基于SOC的锂离子电池组主动均衡系统设计

对锂离子电池组的工作状态和工作性能进行研究,采用电子技术和计算机控制技术设计智能锂离子电池组均衡控制系统。建立电池组动态模型,创新性地提出基于SOC估计值的主动均衡控制方法,该方法利用抗差无迹Kalman滤波(UKF)得到的高精度SOC估计值作为决策基础。通过18650型锂离子电池组仿真实验表明,所设计的电池组主动均衡系统和新型均衡算法具有较好的实时性和较高的控制精度,对提高纯电动汽车的能量利用率具有重要的现实意义。     

一种基于双CAN总线冗余设计的锂离子电池管理系统

针对当前锂离子电池管理系统管理效能不高、扩展度不够的问题,提出一种基于双CAN总线冗余设计的锂离子电池管理系统,系统不仅提高了锂电池状态数据采集的可靠性,同时实现了可挂接锂电池节点数目的扩展。     

锂离子电池放电寿命的演化自适应建模

采用基于遗传程序设计思想的演化自适应建模算法建立了锂离子电池放电寿命模型，结果表明，该算法收敛速度快，１次可获得多个精确度较高的模型，模型经验验后的结果与实际情况能很好地符合，该真法具有较强的通用性，可快速有效地解决了广泛领域内的自动建模问题。     

锂离子蓄电池组最佳优先均衡策略研究

锂离子蓄电池起火等安全隐患的主因在于单体不平衡,针对锂离子蓄电池组在充放电过程中存在的单体间不平衡问题,基于最佳优先思想,提出了一种新型锂离子蓄电池组均衡策略。该策略通过分析锂电池单体电压和容量两大关键特征因素的变化规律,基于最佳优先思想,确定其综合影响程度,寻求均衡最佳路径,实现锂电池充电、放电、搁置等不同状态下的均衡调节,达到锂离子蓄电池组均衡调节的目标,为锂离子蓄电池的可靠供能提供保障。     

电台用磷酸铁锂电池管理系统设计

为了满足车载电台对电池电源大容量、运行稳定、使用简单方便等关键要求,结合现有技术提出了一种基于ARM—M0＋内核的电池电源管理系统架构和硬件解决方案。系统以飞思卡尔最新推出的KinetisE系列微处理器为核心,辅以MAX14920芯片对电压进行采集,以高灵活性和高可靠性的方式提供一套电池管理系统方案。整个电池系统采用模块化设计,更换方便。     

18650型锂电池荷电状态的估计

锂电池状态的准确估计,能够延长电池的使用寿命和减少安全事故的发生。为提高BP神经网络估计锂电池荷电状态的精度,提出一种使遗传粒子群算法有目的性的优化BP神经网络初始权值的改进方法。该算法引入K均值算法优化遗传粒子群算法初始粒子分布的随机性带来的误差问题,寻找BP神经网络算法初始权值的权重分配与输出误差的关系,在遗传粒子群算法随机产生的粒子群中进行最优粒子群选优,以降低误差。通过对采集到的18650型锂电池的充放电数据和未改进遗传粒子群算法优化的BP神经网络训练产生的200组BP神经网络的初始权值数据的研究分析,得到具有锂电池特性的BP神经网络的初始权值特征公式。并用MATLAB和FPGA联合仿真验证了改进BP神经网络方法的可行性。该方法也优化了遗传粒子群算法,减小了初值不确定带来的误差。     

随机振动对矿用车载隔爆型锂离子蓄电池的影响分析

目前矿用锂离子蓄电池正弦振动试验方法无法全面反映蓄电池结构疲劳寿命、可靠性及其内部结构振动响应和激励状态下的振动特性.针对上述问题,采用随机振动中常用的虚拟激励法对矿用车载隔爆型锂离子蓄电池进行振动响应分析,从加速度响应、接触电阻、温度和隔爆腔体间隙变化4个方面分析了锂离子蓄电池在振动工况下可能产生的防爆性能和电气性能变化:被测锂离子蓄电池经过8 h的振动试验,隔爆腔体和壳盖处的隔爆间隙虽然还满足I类防爆电气设备的要求,但隔爆间隙显著增大,在该工况下长期使用存在隔爆失效(传爆)的风险;蓄电池正极接线柱由于工艺、材质或紧固期间装配的原因,接触电阻变大,导致局部发热量明显增加,如果温度持续上升可导致锂离子蓄电池薄膜融化,存在燃烧甚至爆炸风险.分析结果表明:随机振动试验方法可以充分暴露产品结构设计缺陷,可为车载锂离子蓄电池整体结构、应力变化、工作稳定性分析及疲劳寿命预测提供有效的数据支持.     

基于STM32的锂电池充放电系统的研究与设计

锂电池是当前便携式手持电子设备可循环充放电电池的首选,但是锂电池在使用过程中可能存在过冲、过放、过流充电以及充电时间过长后产生高温的问题,从而影响电池使用寿命,甚至出现安全事故,为解决以上问题,提高锂电池使用效率,本文基于STM32平台设计了一款锂电池充放电管理系统,通过软硬件的设计和实验测试,该系统实现了对锂电池充放电路径管理、对充放电的参数及电池的状态实现了实时准确监测,输出电压稳定,极大提高了电池的使用效率,该成果已在企业项目中得到了应用。     

电动汽车锂离子电池组散热优化设计

针对电动汽车锂离子电池组散热不均匀会影响电池组使用性能、可靠性和安全性的问题,对电池组散热方案进行优化设计.描述锂离子电池的产热模型,建立锂离子电池组三维模型,介绍计算流体力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）计算涉及到的固体热传导和流体热传导控制方程;通过进风口角度的选择、进风口流速的选择、鼓风冷却和抽风冷却的对比以及锂离子电池局部倒角的选择确定几种散热方案,使用FLUENT进行数值仿真并得出各方案的总体流场特性、局部流速和温度分布情况.通过对各散热方案的对比和评估,发现当进风角度达到3°时,温度最高点和均匀性有明显改善;在一定的速度范围内,提高进风口流速可以很好地改善系统的散热效果,但是当进风口流速超过某一范围（30 m/s）时,散热效果递增不明显;对于相同的散热结构,鼓风冷却效果明显优于抽风冷却效果;通过电池组局部倒角等局部微小结构可以实现温度场优化.     

锂离子电池最优充电电流预测方法研究

为解决锂离子电池最优充电中电流设定的关键问题,提出蚁群算法（ACO）优化回归型支持向量机（SVR）核心参数,并将蚁群优化的回归型支持向量机（ACO-SVR）用于最优充电电流的预测。SVR核心参数[C]和[g]以节点值的形式在蚁群系统中体现,以交叉验证意义下误差作为目标函数更新节点信息素浓度,经过有限次迭代得到最优[C]和[g]值,使SVR性能最优。根据锂离子电池实测充电数据建立了ACO-SVR最优充电电流模型,结果表明ACO-SVR模型具有较少的寻优时间和较好的预测精度,通过理论分析和实验数据验证了该方法具有一定的实用性和有效性。     

矿用大容量磷酸铁锂电池管理系统设计

为了保证矿用磷酸铁锂电池的安全性,结合煤矿工业实际需求,设计了8节单体60A·h磷酸铁锂电池串联、24V额定电压输出的矿用电池管理系统。该系统将微处理器配合集成芯片LTC6803组成电池保护模块,利用安时法估算电池组电量,采用电阻分流型均衡技术改善电池组性能。现场应用结果表明,该系统运行稳定可靠,保证了矿用磷酸铁锂电池的安全高效性。