动力电池组分散式主动均衡控制系统

针对动力电池组使用过程中单体SOC不一致问题,提出一种分散式主动均衡控制系统。首先,对“单体解耦-分散式控制器串联”主动均衡控制系统拓扑结构进行了分析。在此基础之上,通过在放电过程中实时调整分散式控制器母线电压调节系数α及均衡加速系数β,在保证母线电压稳定的前提下,实现了单体放电速率的线性动态调节。最后,在恒阻放电模式及模拟高速公路燃油经济型试验HWFET(high way fuel economy test)测试工况下进行了均衡试验。试验结果表明,所提出的分散式主动均衡控制系统,可实现动力电池组放电过程中的在线主动均衡,避免了传统电荷转移式均衡方法存在的无效充放电循环,同时可对母线电压适当调节,满足了不同负载的工作电压需求。     

串联电池组电感电容储能主动均衡方法

提出一种基于电感电容储能的串联电池组主动均衡方法,利用一个电感实现高电量单体的放电均衡,一个电感电容串联电路实现低电量单体的充电均衡,均衡能量可以在任意单体和电池组间转移。首先阐述新型均衡方法的拓扑结构、均衡原理及参数设计过程,建立与拓扑结构相适应的控制策略;通过搭建仿真模型,与同样基于电感电容储能的均衡方法进行对比分析,验证新型均衡方法均衡速度及均衡效率的特点,并分析新型均衡方法拓扑结构较为显著的成本优势;最后以四单体构成的串联电池组为例,通过搭建实验平台验证了电池组充电过程、放电过程及动态过程新型均衡方法的有效性。     

动力电池组电压采集及均衡控制策略研究

动力电池组是纯电动汽车的唯一动力来源,是整车的能源核心。对于正在运行的电动汽车,其电池管理系统需要实时监测电池组各单体电池电压,并以此实现电池单体之间的均衡控制。文章完成了基于LTC6802的十二节电池电压采集板的设计,并实现了电池组内均衡控制电路的设计。测试实验论证该实验板电压采集精度能够达到99.5%,均衡电路能够快速准确的实现单体电池之间的均衡。     

一种磷酸铁锂动力电池组主动均衡充电系统

研究了一种电动汽车用磷酸铁锂动力电池组分布式主动均衡充电系统。该系统由单体电池管理模块和整车控制器组成。各模块之间通过CAN总线通信,单体电池管理模块与整车控制器之间通过CAN-USB总线适配器进行通信。电池组中各单体电池分别配备了单体电池管理模块,单体电池管理模块由单体电池检测单元和单体电池均衡充电单元构成,单体电池均衡充电单元采用反激变换器实现由电池组向单体电池荷电状态低的电池进行补充电,从而实现各单体电池荷电状态的基本一致,延长电动汽车续驶里程。最后对系统进行了48V/140Ah磷酸铁锂电池组在静置模式下的均衡实验。     

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地存在不一致性问题,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,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。所提新拓扑具有结构简单体积小、易于扩展的特点。通过搭建4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。     

备用电源阀控电池组主动均衡研究

要保证电池的使用寿命,必须有合适的浮充电压。本文探讨了备用电源中浮充电压对阀控铅酸电池寿命的影响。文中讨论了传统的均衡充电不适合阀控式铅酸电池。提出了电池组主动均衡的方法。通过主动均衡,可以使电池电压达到足够的均衡精度,保证电池的安全稳定和使用寿命。     

串联电池组主动分层均衡电路的控制策略研究

大多数串联电池组的主动分层均衡策略首先在组内实现均衡,然后再在组间实现均衡,这种传统的均衡策略限制了均衡效率的提高。采用了一种基于升降压模块的分层均衡电路拓扑。根据均衡能量流动的不同范围,将其分成两个不同的均衡过程。这两个均衡过程可以同时执行,并且不同分级电路中的电流不会相互影响,这使得组内和组间可以同时进行均衡,进而提高电池组的均衡速度。通过搭建实物平台,对四个锂离子电池组成的串联电池组分别进行静置、充电和放电均衡的实验。实验结果表明,相比于传统的分层均衡策略,提出的均衡策略在三种电池状态下提高平均时间效率约30.4%,验证了该方案的可行性。     

串联电池组主动均衡拓扑及控制策略研究

电池单体以串、并联的形式构成电池组，广泛应用于各类储能系统中。由于制造工艺和使用环境的不同，以及电池单体间内阻、库伦效率等参数的不一致在反复充放电后形成电池组电量的不均衡，导致电池组可用容量下降、电池组整体功率衰退等。为此，针对串联电池组提出了一种包括基于正激变换器的双向DC/DC变换器及开关阵列的主动均衡电路拓扑。在主电路工作原理分析的基础上，进一步提出了一种基于聚类分析的SOC均衡控制策略，并以8节电池单体串联构成电池组进行均衡验证实验。实验结果表明经过均衡操作后，不均衡电池组可用容量有所提升，证明了均衡策略及均衡系统的有效性。与传统的“平均差”法可用容量提升2.6%相比，所提出的均衡策略可用容量提升10.8%，提升效果更明显，在均衡时间基本一致的前提下，对电池组一致性改善效果更好。     

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。     

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.     

基于双向反激变换器的电池组主动均衡系统

应用于轨道交通、航空航天等领域内的电池组电压等级较高,针对电池组内电池模组间的均衡问题,此处提出了基于双向反激变换器的电池组主动均衡系统,其具有电气隔离、结构简单、成本较低等特点.同时,均衡系统由多个均衡单元组成,可以实现各均衡单元的独立控制,增加了均衡控制策略的灵活性.对组成均衡系统的各个部分及均衡控制策略进行了分析...     

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。     

基于DC/DC变换器的电池组主动双向均衡技术研究

电池组均衡技术是电池管理系统的核心技术之一。文章介绍了几种电池组均衡技术,对其优缺点进行了比较和分析,在此基础上提出了一种电池组主动双向均衡方案。该均衡系统由电池组、开关阵列、双向DC/DC变换器、数据采集单元和控制单元组成。给出了开关阵列和双向DC/DC变换器的电路拓扑结构,详细阐述了其工作原理和控制方法,介绍了主要电路参数的设计方法,并通过MATLAB/Simulink仿真实验进一步验证了该方案的可行性。     

电池组两级环状均衡拓扑及控制策略设计

变电站备用直流电源中铅酸蓄电池组的一致性,直接影响备用电源的应急供电能力。为提高电池组的一致性,对传统Buck-Boost均衡电路进行改进,设计了组内/组间的两级均衡拓扑,并在组内增加了链接首尾的能量传输路径;以SOC为均衡变量,基于模糊控制策略设计了动态调节占空比和SOC阈值的均衡控制策略。仿真结果表明,两级Buck-Boost拓扑和动态调节占空比/SOC阈值的控制策略均能显著改善静置、充电及放电过程的均衡效果,二者并用时均衡速度和SOC稳态一致性均显著提高。     

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...     

动力电池组均衡控制系统的研究进展

电池组充放电时的不均衡,导致了电池组充放电效能的下降和循环寿命的缩短,均衡管理模块已成为电池管理系统的关键组成部分。介绍了现有的动力电池组不均衡现象产生原因和情况分类,重点介绍能量耗散型和非能量耗散型均衡系统,在分析现有典型动力电池组均衡系统现状的基础上,提出了混合动力汽车动力电池组均衡控制系统的研究发展方向。     

电池组均衡技术研究现状

电池组均衡技术是电池管理系统关键技术之一,可根据电池组状态信息对电池组进行实时均衡管理,避免不一致性的扩大,提高电池组容量利用率,能在一定程度上减缓电池组老化速度。本文深入分析了国内外的电池组均衡方法,按照均衡电路、控制策略以及系统结构3个方面,比较了各种均衡方法的优缺点及其适用场合,列举了不同方法的研究情况,给出了串联电池组均衡技术研究亟待解决的问题与发展方向展望。     

镍氢动力串联电池组均衡充电方法研究

指出串联电池组的不一致性产生的原因。研究了基于拓朴结构分类的集中式均衡充电方法和独立式均衡充电方法,通过对上述方法的对比分析,提出了分散一集中式二级均衡充电方法,它适用于对串联电池数目比较大的混合动力电池组进行均衡充电。用此方法对Nj_MH电池组进行充电均衡仿真实验,结果表明用该方法进行均衡充电效果良好。     

动力电池组主动均衡系统设计与实现

针对电动汽车动力电池成组后由于电池制造工艺的差异和工作环境不同引起的单体电池不一致问题,设计并实现了一种动力电池主动均衡系统。该系统以反激式变压器为核心,以电池工作电压作为均衡控制量,实现了能量在单体电池与电池组之间进行双向传递。阐述了均衡电路结构与工作原理,系统具体实现方法及系统测试结果。实验结果表明,本系统可以有效提高动力电池组的一致性,并且安全可靠。     

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。