本文關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車電池組均衡系統(tǒng)設(shè)計(jì)及控制策略研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

摘要



當(dāng)鋰動(dòng)力電池單體串聯(lián)應(yīng)用于純電動(dòng)汽車時(shí)，由于電池組內(nèi)電池單體之間存在不一
致性，會(huì)造成電池組使用性能下降，其可用容量和壽命遠(yuǎn)低于單體電池，電池效能得不
到充分發(fā)揮，減少電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程，同時(shí)也增加了使用成本。而均衡管理模塊作為
電池管理系統(tǒng)的重要功能模塊，可通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池組狀態(tài)信息，根據(jù)相應(yīng)的控制策略
對(duì)電池組進(jìn)行均衡管理，，從而改善電池組不一致性在使用過程中造成的影響，提高電池
組容量利用率，增加續(xù)駛里程。

本文依托于某公司與吉林大學(xué)聯(lián)合開發(fā)項(xiàng)目“動(dòng)力電池管理系統(tǒng)開發(fā)與均衡技術(shù)研
究”，對(duì)項(xiàng)目中均衡技術(shù)相關(guān)內(nèi)容展開研究。本文在國內(nèi)外對(duì)電池組均衡技術(shù)研究充分
了解的基礎(chǔ)上，以串聯(lián)鋰動(dòng)力電池組為研究對(duì)象，著重研究均衡控制相對(duì)簡(jiǎn)單、均衡效
率高的均衡拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，及其相應(yīng)的控制策略。

1
、從機(jī)理上對(duì)電池組產(chǎn)生不一致性的原因進(jìn)行了分析，闡述電池組不一致性反映
在不同特性參數(shù)（電壓、內(nèi)阻、
SOC
）上的表現(xiàn)形式，對(duì)比分析以電壓和荷電狀態(tài)（
SOC
）
作為均衡變量的優(yōu)缺點(diǎn)，最終確定以電壓作為電池組在不同狀態(tài)下的均衡變量。

2
、對(duì)比分析常見的均衡拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，從均衡速度、均衡效率及電路控制的難易程度
等方面對(duì)其進(jìn)行了評(píng)價(jià)，選取基于反激式變壓器的能量非耗散型均衡拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對(duì)該拓
撲結(jié)構(gòu)進(jìn)行了參數(shù)設(shè)計(jì)，搭建均衡電路仿真模型，進(jìn)行仿真調(diào)試及結(jié)構(gòu)改進(jìn)，確定在“削
峰”和“填谷”兩種模式下的電路控制參數(shù)。

3
、為避免充電時(shí)間過長，系統(tǒng)因電池組放電電流不規(guī)律造成的均衡誤判，提出了
充電和停車均衡兩種均衡控制策略，兩種狀態(tài)下的均衡只在充放電末期進(jìn)行，同時(shí)選取
電壓極差作為均衡啟閉的判斷依據(jù)之一，根據(jù)電路要求和電池試驗(yàn)確定其閾值及電壓門
限值。在
MATLAB/ Sim Power Systems
環(huán)境下搭建均衡系統(tǒng)仿真模型，對(duì)均衡控制策略
進(jìn)行仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明，均衡控制策略能夠?qū)崿F(xiàn)快速均衡且可行有效。

4
、均衡系統(tǒng)總體架構(gòu)采用“主-從”分布式，并完成對(duì)均衡系統(tǒng)各個(gè)模塊的硬件電
路設(shè)計(jì)、元器件選型及系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。搭建臺(tái)架試驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)“填谷”和“削峰”兩種
模式進(jìn)行實(shí)際調(diào)試，與仿真結(jié)果及系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析，然后利用動(dòng)力電池充放
電設(shè)備進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)，結(jié)果表明該均衡系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)單節(jié)電池與整個(gè)電池組間的能量傳遞，達(dá)到改善電池組單體電池間不一致性的目的。

關(guān)鍵詞：
鋰動(dòng)力電池組，不一致性，均衡拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，反激式變壓器，均衡控制策略


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2015-11-23 16:45

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