本文關鍵詞：電動汽車電池組均衡系統(tǒng)設計及控制策略研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

摘要



當鋰動力電池單體串聯(lián)應用于純電動汽車時，由于電池組內電池單體之間存在不一
致性，會造成電池組使用性能下降，其可用容量和壽命遠低于單體電池，電池效能得不
到充分發(fā)揮，減少電動汽車的續(xù)駛里程，同時也增加了使用成本。而均衡管理模塊作為
電池管理系統(tǒng)的重要功能模塊，可通過實時監(jiān)測電池組狀態(tài)信息，根據(jù)相應的控制策略
對電池組進行均衡管理，，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聯(lián)合開發(fā)項目“動力電池管理系統(tǒng)開發(fā)與均衡技術研
究”，對項目中均衡技術相關內容展開研究。本文在國內外對電池組均衡技術研究充分
了解的基礎上，以串聯(lián)鋰動力電池組為研究對象，著重研究均衡控制相對簡單、均衡效
率高的均衡拓撲結構，及其相應的控制策略。

1
、從機理上對電池組產生不一致性的原因進行了分析，闡述電池組不一致性反映
在不同特性參數(shù)（電壓、內阻、
SOC
）上的表現(xiàn)形式，對比分析以電壓和荷電狀態(tài)（
SOC
）
作為均衡變量的優(yōu)缺點，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
、對比分析常見的均衡拓撲結構，從均衡速度、均衡效率及電路控制的難易程度
等方面對其進行了評價，選取基于反激式變壓器的能量非耗散型均衡拓撲結構，對該拓
撲結構進行了參數(shù)設計，搭建均衡電路仿真模型，進行仿真調試及結構改進，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行，同時選取
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，對均衡控制策略
進行仿真驗證。仿真結果表明，均衡控制策略能夠實現(xiàn)快速均衡且可行有效。

4
、均衡系統(tǒng)總體架構采用“主-從”分布式，并完成對均衡系統(tǒng)各個模塊的硬件電
路設計、元器件選型及系統(tǒng)軟件設計。搭建臺架試驗平臺，對“填谷”和“削峰”兩種
模式進行實際調試，與仿真結果及系統(tǒng)設計指標進行對比分析，然后利用動力電池充放
電設備進行臺架試驗，結果表明該均衡系統(tǒng)能夠實現(xiàn)單節(jié)電池與整個電池組間的能量傳遞，達到改善電池組單體電池間不一致性的目的。

關鍵詞：
鋰動力電池組，不一致性，均衡拓撲結構，反激式變壓器，均衡控制策略


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2015-11-23 16:45

  本文關鍵詞：電動汽車電池組均衡系統(tǒng)設計及控制策略研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。