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。     

深海动力磷酸铁锂电池组均衡方案设计优化

为提高深海储能装置的长时间安全工作性能,提出了一套深海用的动力磷酸铁锂电池设备的智能电池管理系统(SBMS),重点分析了SBMS中的电池组均衡管理。针对常用基于电感的BuckBoost电路的均衡速度和效率分别提出了两种改进方案。引入模糊控制技术,对实验室深海项目的磷酸铁锂电池组进行了恒流充放电实验,比较不同改进方案的均衡实验效果。将电池均衡的改进方案应用于某微型电动车电池组的实际工况中,验证了改进方案可提高电池组的可用容量。     

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。     

磷酸铁锂电池均衡技术综述

为了达到规模储能的电压和容量要求,磷酸铁锂电池需通过串并联达到设计要求,而生产、使用过程的差异性导致的电池单体不一致性,是影响储能电站寿命主要因素之一。文章从规模储能技术基本概念出发,介绍了现有均衡方案的基本拓扑结构和控制策略,列举了两种实际应用方案,提出了各种方案的优劣与发展趋势,旨在对提高规模储能的经济性研究提供有益的启发。     

磷酸铁锂电池均衡技术综述

为了达到规模储能的电压和容量要求,磷酸铁锂电池需通过串并联达到设计要求,而生产、使用过程的差异导致的电池单体不一致性,是影响储能电站寿命的主要因素之一,严重时构成安全隐患。本文从规模储能技术基本概念出发,介绍了现有均衡方案的基本拓扑结构和控制策略,列举了两种实际应用方案,提出了各种方案的优劣与发展趋势,旨在对提高规模储能的经济性研究提供有益的启发。     

基于内阻动态电压跟随的锂电池均衡策略

新能源行业在国家政策及产业东风的支持下迅速兴起,大型锂电池模块应用得越来越多。大型锂电池模块一般由多个小单体电芯串联而成,由于工艺差异,经过长时间工作以后,这些电芯会出现不平衡现象,若直接更换则成本很高,大多数场合可对失衡的锂电池模块进行均衡修复。当前,多数均衡设备使用的均衡策略对应的均衡时间较长,本文提出基于内阻动态电压跟随的锂电池均衡策略,在传统恒流充放电均衡策略的基础上,引进线阻与内阻的检测,基于线阻与内阻的动态变化及电芯充放电的实时特性,对均衡模块的输出电压进行补偿,使其一直跟随电芯电压变化,从而保证电池单体基本处于恒流充放电状态。以真实电池进行对比测试表明,动态跟随均衡策略在保障安全的前提下可提高均衡效率。     

磷酸铁锂电池均衡技术的研究

针对磷酸铁锂电池组各电池单体荷电状态(SOC)不均衡问题,本文在详细分析基于Buck-Boost变换器的电感双向均衡电路的基础上,提出了一种改进型电感双向均衡电路和均衡策略.此控制策略在未增加硬件成本的前提下,以基于扩展卡尔曼滤波法的电池SOC作为均衡变量,采用主动式段内、段间均衡方式,实现了各单体电池间均衡过程的平滑过渡.最后,通过仿真,进一步验证了该改进均衡电路有效性和可行性.     

基于反激式变换器的锂电池组均衡策略

针对双向反激式变换电路在均衡策略方面存在的问题,提出了一种基于剩余电量分级的均衡方法:首先,根据剩余电量对电池进行分级;然后,依据分级结果,计算目标均衡电量,选择待均衡电池;最后,利用电路模型完成均衡。使用Matlab对试验数据进行均衡仿真的结果表明,该策略充分利用了双向反激式电路的特点,使用灵活,延长了电池的续航时间。     

电动汽车磷酸铁锂电池组均衡电路设计

为了优化和提升电动汽车中的磷酸铁锂电池组均衡系统的性能,在应用广泛的Buck-Boost均衡电路基础上,提出了一种可减少开关数量、加快均衡速度和提高效率的拓扑结构。该均衡电路用开关电感模块替代电感,克服了Buck-Boost均衡电路仅能在相邻电池间传递电荷的缺点,通过控制电感模块中的开关继电器,改变BuckBoost电路的均衡子电路,减少电荷转移步数。通过对比分析和实验验证可知,优化后的Buck-Boost均衡电路相较于原电路减少了开关数量,加快了27%的均衡速度和提高了均衡效率。     

双向Buck-Boost变换器电压纹波的抑制

随着双向直流变换器的广泛应用,对其输出电压的稳定性有了更高的要求.通过对24 V/12 V双向BuckBoost变换器进行实验,其输出纹波电压远大于理论计算值,在此指出开关器件导通瞬间受寄生参数影响产生的电压振荡、输出滤波电容等效串联电阻产生的差模干扰以及电路的共模干扰导致了电压纹波过大,为此总结了相应的抑制措施,并给...     

磷酸铁锂电池电压一致性改善研究

从环境温度和分容方式两方面进行实验,最终确认了环境温度在35℃结合分容放电后以小倍率电流续放电或微补电的方式,对电压一致性的改善有显著作用.     

双管Buck-Boost变换器的输入电压前馈控制策略

双管Buck-Boost变换器适用于宽输入电压范围场合。采用双调制–单载波的两模式控制策略可实现其整个输入电压范围内的高效率和工作模式的自动平滑切换,其工作模式即为高输入电压区间的 Buck 模式和低输入电压区间的Boost模式。为抑制输入电压扰动对输出电压的影响,通过建立双管Buck-Boost变换器不同工作模式下的小信号模型,推导相应的输入电压前馈函数,并分析电路参数变化对前馈函数的影响,进而提出一种带输入电压前馈的两模式控制策略。采用所提出控制策略的双管 Buck-Boost 变换器,可实现工作模式和相应输入电压前馈函数的同时自动选择,及工作模式的近似平滑切换,从而保证变换器整个输入电压范围内的高效率和良好的输入暂态响应。为更好地展现所提出控制策略的优点,对带输入电压前馈和不带输入电压前馈的两模式控制策略进行比较。最后,实验室搭建一台原理样机,并对所提出的控制策略进行实验验证。     

双管Buck-Boost变换器的带输入电压前馈双闭环控制策略

针对宽范围输入的双管Buck-Boost变换器,在Buck和Boost两模式之间进行切换和输入电压发生波动时,电感电流和输出电压存在较大波动的问题,提出了带输入电压前馈的两模式平均电流控制策略。该策略通过将具有电压电流双闭环结构的平均电流控制与单载波-双调制的调制方法相结合,来提高变换器的动态响应性能,实现变换器两模式的自动近似平滑切换,同时对电感电流进行有效控制,保护设备安全。为了克服传统双闭环前馈函数实现和化简困难的缺点,提出将输入电压前馈引入电流内环从而大幅提高了变换器的输入动态响应性能。最后建立了MATLAB/Simulink仿真模型和硬件试验平台,验证了所提控制方法的有效性。     

Buck-Boost矩阵变换器的复合控制策略

针对Buck-Boost矩阵变换器实际输出电压与其参考电压间存在较大跟踪误差的问题,提出一种基于重复控制的复合控制策略。阐述了该控制策略的基本原理,构建了以Buck-Boost矩阵变换器中电容电压与电感电流为系统控制变量的复合控制闭环,并就该控制闭环中复合控制器的具体设计方法进行了深入研究,最后构建仿真模型对其控制效果进行了验证,同时与比传统双闭环控制策略进行了对比仿真分析,结果表明:该控制策略不仅有效解决了Buck-Boost矩阵变换器存在的稳态跟踪误差大的问题,而且具有比传统双闭环控制策略更加优良的谐波抑制能力,因而具有更好的应用价值。     

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。     

基于开路电压法的磷酸铁锂电池SOC估算研究

为了提高磷酸铁锂电池的安全性和使用寿命,需要对电池中最重要的参数——荷电状态(state of charge, SOC)进行有效的估算。因此,对电池SOC的估算方法进行研究,通过一种精简的开路电压法可以快速并相对准确地估算磷酸铁锂电池的SOC,相关充放电实验确定了开路电压与电池SOC的对应关系,并分别选用静置前后的开路电压对电池的SOC进行估算。结果表明在磷酸铁锂电池出色的性能基础上,这种简单快捷的开路电压法可以精确地估算其电池的SOC。     

基于Buck-Boost矩阵变换器的异步电机调速系统控制策略

针对以Buck-Boost矩阵变换器(BBMC)为功率变换器的异步电机调速系统,提出一种基于有限时间控制的变频调速控制方法。首先,根据异步电机的给定转速,经基于PI-IP控制的矢量控制算法获得异步电机的给定电压,并以该给定电压作为BBMC的参考输出电压。再以BBMC中电容电压与电感电流作为系统控制变量,经有限时间控制算法得到BBMC中对应功率开关的占空比。再根据该占空比对BBMC中对应功率开关实施控制,由此可在BBMC输出端获得与其参考输出一致的输出电压,从而实现异步电机实际转速对其给定转速的准确跟踪,达到对异步电机转速进行准确控制的目的。最后通过仿真和实验对上述控制方法进行了验证。     

高输入电压双管Buck-Boost变换器控制策略研究

在较高输入电压应用场合,采用同步控制的双管Buck-Boost变换器存在较大的开关损耗,而单管工作的双管Buck-Boost变换器又存在复杂的升降压过渡控制问题。分析了一种含有耦合电感的双管Buck-Boost变换器,介绍了该变换器在同步控制模式下的工作模态以及耦合电感抑制反向恢复损耗及减小开关损耗的原理,给出了耦合电感的设计方法,并在此基础上提出一种非同步控制模式,可以进一步减小磁性元件损耗。在设计输入相同的条件下,对两种模式下变换器电路参数计算进行了理论推导和实验比较。研究结果表明,相比同步模式,非同步模式不仅可以实现利用耦合电感降低二极管反向恢复损耗的作用,还可以减小耦合电感等效电流脉动量从而减小磁心损耗。同时该非同步模式在变换器升、降压过渡过程中只对一个开关管进行占空比调节,可以较好地实现升降压平滑过渡。