电动汽车锂电池组充电均衡控制方法研究
电动汽车锂离子电池组充放电均衡器及其均衡策略探究
电动汽车锂离子电池组充放电均衡器及其均衡策略探究作者:吴峰来源:《工业技术创新》2016年第06期摘要:电动汽车发展目标是缓解全球能源枯竭的压力,其中动力源是电池组。
通过对电池组有关技术的分析,从均衡器电路图入手,着重探究了电动汽车锂离子电池组充放电均衡策略,以及均衡器应用该策略时的工作原理和特点。
研究表明:均衡器电路开关数目m和单体电池个数n之间满足m=2(n+1)的关系;在电池充电过程中,电池组中能量最强的单体电池向均衡器放电;在电池放电或静置过程中,均衡器对电池组中能量最弱的单体电池充电。
以上机理可对所有锂离子电池组的研发提供具体指导。
关键词:锂离子电池组;充放电;均衡器;均衡策略中图分类号:TM910.6 文献标识码:A 文章编号: 2095-8412 (2016) 06-1188-03工业技术创新 URL: http:// DOI: 10.14103/j.issn.2095-8412.2016.06.036引言电动汽车锂离子电池组的充放电状态各自采取不同的均衡策略,且各具特色[1-5]。
对均衡策略的深入分析有助于促进锂离子电池组研发企业的发展,使锂离子电池在各电器中具有更加良好的使用体验,服务于民。
下面就围绕这两种均衡策略进行论述。
1 均衡器拓扑电路及均衡策略1.1 均衡器拓扑电路均衡器拓扑电路如图1所示。
可以看出,电路由A组开关、B组开关、电感器L、功率开关M、电压源E和续流二级股D组成。
其中A组开关、B组开关和功率开关M都是金属—氧化物—半导体场效应晶体管(MOSFET),电压源E是外部蓄电池。
为防止电池出现短路现象影响正常使用,在A组开关和B组开关上均串联了二极管。
均衡器拓扑电路在使用过程中,根据电池数目和电流大小选择金属—氧化物—半导体(MOS)开关,并且为了降低开关能量的损耗,通常选择电阻比较小的MOS开关进行管理。
在二极管的选择方面,尽量选择电阻比较小的肖特基二极管。
1.2 均衡策略如果在均衡电路中使用的储能元件和耗能元件都不同,那么组成均衡器的是开关电阻元件和电感元件。
电动汽车用锂电池组均衡控制算法
2 系 统 概 述
图 1示 出 锂 电池 组 均 衡 管 理 系 统 。锂 电 池 组 由 6节 锂 电池 串联 而 成 。充 放 电 电流 采 集 模 块 用
以采集 电池组使用过程 中的充放 电电流 ,并依据 该值判 断是否启动 电池组均衡 模块 的均衡功 能 。
均 衡 电流 采 集 模 块 用 以采 集 均 衡 主 电 路 电 流 。 电 压 检 测 模 块 实 时 依 次 采 集 该 组 言
动 力 电池 组 是 电动 汽 车 的 主 能 量 源 ,一 般 由 多 节 单 体 电池 串联 而 成 ,其 状 态 好 坏 和 寿 命 长 短 影 响 整车 性 能 的优 劣 。 电池 组 有 效 容 量 受 最 小容 量 的 电池 单 体 限 制 [ 但 电池 的容 量 、 】 1 。 内阻 差 异 、 自放 电率 的不 同 、使 用 环 境 差 异 容 易导 致 电池 容 量 不 平 衡 『。 单 纯 提 高 单 体 电池 使 用 寿 命 对 电池 2 】
2 % ) 电池 组 电 压 差 明 显增 大 , 均 衡 现 象 明 显 , 0 , 不
较 小的容量差异对应较大 的电压差异 。在 电动汽 车运 行时 。 由于 电池充放 电极不规律 , 随时有大 电 流输 出, 且持 续时 间短 , 当电池流过 电流较大 时 , 其 欧姆压 降与极化 电压 的和很大 ,通过判 断外 电 压对 电池 S C进行判断将导致误差很大。而 当电 O 流较 小时 .在 电池上产生 的欧姆压 降和极化 电压 较 小 , 时 电池 容 量 差 异所 占比重 较 大 。 通 过 外 此 可 电压 差 异 判 断 电池 的 S C差 异 。 因此 , O 电池 处 于 使用初期或末期 , 且工作 电流较 小时 , 以电池 电压
锂电池组主动均衡控制策略
锂电池组主动均衡控制策略随着电动汽车的快速发展和智能电网的建设,锂电池作为一种重要的能量储存装置,其安全性、可靠性和寿命等方面的要求也越来越高。
而锂电池组主动均衡控制策略正是为了解决锂电池组在使用过程中容易出现的不均衡问题而提出的一种控制方法。
锂电池组是由多个单体电池串联组成的,每个单体电池在容量、内阻、电压等方面都有一定的差异。
在使用过程中,由于充放电不均衡、内阻差异、温度不一致等原因,锂电池组中的单体电池之间会出现电压差异,进而影响整个电池组的性能和寿命。
因此,锂电池组主动均衡控制策略的出现可以有效解决这个问题。
锂电池组主动均衡控制策略的核心思想是通过控制电流的流动,将电池组中电荷不均衡的部分转移到电荷较低的单体电池上,以达到均衡电池组电荷的目的。
具体而言,锂电池组主动均衡控制策略可以分为两种方式:有源均衡和无源均衡。
有源均衡是指通过外部电路和控制器来主动调节电池组中的电流分布。
其中一种常用的有源均衡方法是采用电流源控制电池组中的电流流动,通过调整电流源的输出,使电流在电池组中均匀分布,从而实现电池组的均衡。
这种方法具有均衡效果好、控制精度高等优点,但同时也存在成本高、能量利用率低等缺点。
与有源均衡相对应的是无源均衡,无源均衡是通过改变电池组内部的电路结构,使电流在电池组中自然地流动,以实现电池组的均衡。
无源均衡方法包括串联阻容、串联变流等技术,通过改变电池组内的电路参数,使电流在电池组中自动分布,达到均衡的效果。
相比于有源均衡,无源均衡的成本较低,但均衡效果和控制精度可能会有所降低。
除了有源均衡和无源均衡,还有一种常见的锂电池组主动均衡控制策略是基于电压调整的方法。
该方法通过调整电池组中每个单体电池的充电和放电电压,使电池组中的电压保持在一个较小的范围内,从而达到均衡电池组电荷的目的。
这种方法的优点是控制简单、成本低,但均衡效果相对较差。
在实际应用中,锂电池组主动均衡控制策略可以根据具体的应用场景和要求进行选择和调整。
锂电池组均衡充电电源设计与实现
锂电池组均衡充电电源设计与实现引言随着电动车、无人机和移动设备的普及,锂电池的应用范围越来越广泛。
锂电池的充电特性和安全性也成为人们关注的焦点。
锂电池组内单体电池之间的电压差异会导致充电不均衡,进而影响电池组的寿命和安全性。
锂电池组均衡充电方案成为了当前锂电池技术研究的热点之一。
本文将介绍一种基于直流-直流转换器的锂电池组均衡充电电源设计与实现。
一、锂电池组均衡充电的原理锂电池组均衡充电的原理是通过对电池组中每个单体电池实施独立的充电控制,使得每个单体电池的电压均衡,并保持在合理范围内。
通常来说,锂电池组均衡充电的实现需要借助于充电管理系统(BMS)来监控和管理每个单体电池的充电状态。
在充电过程中,BMS 会根据每个单体电池的电压情况来动态调节充电电流,以达到均衡充电的目的。
二、锂电池组均衡充电电源设计锂电池组均衡充电电源的设计需求如下:1. 可实现对锂电池组内单体电池的独立充电控制;2. 具备高效率和稳定的性能;3. 具备过压、过流、过温等多种保护功能。
基于上述设计需求,本文提出一种基于直流-直流转换器的锂电池组均衡充电电源设计方案。
该方案将采用多路独立的直流-直流转换器,每路转换器负责对电池组内的一个单体电池进行充电控制。
通过智能控制器对多个转换器进行协调控制,实现对整个电池组的均衡充电。
具体设计方案如下:1. 选择高性能的直流-直流转换器芯片,通过并联多路转换器的方式来实现对各个单体电池的独立充电控制;2. 设计智能控制器,根据BMS提供的每个单体电池的电压信息,动态调节各个转换器的输出电流,以实现均衡充电;3. 设备保护电路,对电压过高、过流、过温等情况进行监测和保护,确保充电过程中的安全性。
通过以上实现步骤,我们就可以得到一套完整的锂电池组均衡充电电源系统。
我们还可以对系统进行测试验证,确保其性能和稳定性符合设计要求。
四、未来展望锂电池组均衡充电技术是锂电池技术领域的热点之一,目前已有很多企业和研究机构在进行相关研究。
锂电池组的均衡控制系统设计
锂电池组的均衡控制系统设计锂电池组的均衡控制系统设计随着电动汽车、储能设备和无人机等领域的迅猛发展,锂电池作为一种高能量密度、高放电电流和长使用寿命的能源储存装置,日益受到广泛关注。
然而,锂电池组的不平衡现象会严重影响其性能和寿命,因此,设计一套可靠的均衡控制系统成为至关重要的任务。
锂电池组的不平衡主要是由于各单体电池在充放电过程中存在不同程度的容量衰减和电压漂移。
不同单体电池之间的不平衡会导致电池组整体性能下降,这可能导致容量提前耗尽、电池寿命缩短以及安全性降低等问题。
因此,均衡控制系统的设计是为了有效解决这些问题。
首先,均衡控制系统需要通过实时监测单体电池的电压、温度和电流等参数来评估电池组的状态。
一般而言,可以通过电压比较、电流采样和温度测量等方法进行实时监测。
这些监测数据将极大地帮助均衡控制系统识别不平衡的单体电池,并提供参考依据用于均衡操作的决策。
其次,根据监测数据对电池组进行均衡操作是设计均衡控制系统的关键部分。
均衡操作主要包括两个方面,即均衡电流的控制和均衡电流的分配。
在均衡电流控制方面,需要根据电池组的状态以及均衡电流的需求来确定合适的均衡电流大小。
一般而言,均衡电流不应过大,以避免单体电池的过充或过放,同时也要保证电池组的均衡效果。
因此,均衡电流的控制需要根据电池组的实际情况动态调整。
在均衡电流的分配方面,需要考虑到电池组内部单体电池之间的不平衡情况。
根据单体电池的电压差异,可以将均衡电流优先分配给电压较高的单体电池,以达到均衡整个电池组的目的。
同时,也要避免出现过度分配的情况,以免对电池组的性能和寿命产生负面影响。
除了监测和均衡操作,均衡控制系统还应具备安全保护功能。
例如,当单体电池的温度过高或电压异常时,均衡控制系统应能及时报警并采取相应的措施,以防止电池组发生事故。
总之,锂电池组的均衡控制系统设计是非常重要的一环。
通过实时监测和均衡操作,可以有效解决锂电池组的不平衡问题,提高电池组的性能和寿命,同时也可增强电池组的安全性。
纯电动汽车锂电池组均衡系统研究与设计
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电动汽车中锂电池组双向主动均衡技术的研究
电动汽车中锂电池组双向主动均衡技术的研究作者:杜三元孟丽囡李根华来源:《电子技术与软件工程》2015年第17期摘要针对电动汽车中锂电池串联组电压不均衡问题,文中基于LTC3300-1芯片研究了一种反激式双向主动均衡技术,完成了均衡电路的设计,并对电路进行了实验测试。
结果表明此均衡电路电荷转移效率高、均衡电流可达数十安培、最大限度的减少了平衡时间和功率耗散、使电池组时刻处于均衡状态,从而使电压差很小,提高了锂电池组的性能,延长了电池使用寿命,增加了电动汽车的续航里程。
【关键词】锂电池串联组电压不均衡双向主动均衡 LTC33001 引言电动汽车最关键的部分是其动力来源,而锂电池的优异特性得到了人们的青睐。
但是,单个的锂电池电压低、容量小完全满足不了电动汽车的电能需求,所以需将锂电池连接成电池组来使用,目前电动汽车电池组最常用的为串联。
然而,由于制造工艺和运行中影响,单个锂电池的电压、容量、内阻、自放电等的差异性使得锂电池组出现“短板效应”而影响了整体的性能,故需采取措施来减少锂电池组各单体电池之间的不均衡问题。
目前有两种方法:一是从制造工艺上降低不均衡;二是利用辅助均衡技术。
锂电池组受运行状态的影响,前者不能从根本上解决不均衡问题,所以还是要采取外部均衡电路来完成。
2 锂电池组主要均衡技术2.1 现阶段主要均衡电路均衡电路一般分为能量耗散型和非能量耗散型。
能量耗散型电路典型代表是开关电阻型电路,其是通过电压高于平均值的电池给与其相连的电阻放电产生热能的形式来达到整个电池组的电压均衡,电路简单、控制容易,适用于充电均衡。
但是当整个电池组中多数电池电压高于平均值时,均衡效率就会非常低,而且会产生很大的热量,对电池组造成不利。
能量非耗散型均衡电路是把电容、电感等储能元件跨接在整个电池组上通过开关之间切换将高电压电池的电荷转移到低电压电池以能量转移的形式完成相邻电池间的均衡。
主要有开关电容(电感)型和变换器型等,可以工作在充电、放电、静置状态下。
充电模式下锂离子电池组主动均衡控制方法研究
态。总体来说,基于单体电池的放电深度需 要结合荷电状态预测方法进行分析,追求输 入输出参数函数,对它其中的非线性、容错 性与鲁棒性进行分析,最终真正总结得出预 测电池的荷电状态。从均衡充电系统分析看 来,它主要基于神经网络与SOC估算方法进 行分析,确保锂离子电池的实时荷电状态进 行快速、准确预测分析,最大限度提高锂离 子电池组的整体均衡精度与均衡效率[2]。
关损耗的明显增大问题,同时它也会加速电 池寿命退化,当电池的荷电状态(SOC)处 于相对较低水平时,即电池剩余容量与电池 额定容量比值较低,此时就能客观反映出电 池组的不一致性。此时需要基于卡尔曼滤波算 法对状态空间中的锂离子电池状态进行分析, 为其设计均衡管理系统,改善均衡控制策略。 在构建简单高效的锂离子电池组过程中,要追 求构建其主动均衡机制,它其中针对电感式均 衡电路结构进行分析,确保单节电池SOC电池 组均衡一致性准则发挥到位。另外,针对锂离 子电池等效电路模型进行分析,深度辨识、更 新其参数内容,确保锂离子电池SOC主动均衡 控制策略实施到位,最终开发出一套锂离子电 池组能量均衡管理系统测试平台[1]。
1 锂离子电池组主动均衡控制技术的基 本思路
针对电动汽车锂离子电池组的主动均衡 控制技术应用主要需要正确选取电池组,并 赋予其均衡一致性技术准则。在选取均衡一 致性准则过程中,需要对其电压进行分析, 如果锂离子电池组中电池使用循环次数过 多,则需要对电池中的隔膜、电解液浓度、 极板厚度等等进行分析,结合电压判。但在该过程中,必须考虑到开
研究电动汽车串联锂电池组电量均衡及控制策略
Internal Combustion Engine &Parts0引言电动汽车设计与制造中,因锂电池的电能储量大、体积小以及工作电压稳定、安全环保等特征优势,对其具有较为广泛的应用,且效果十分显著。
值得注意的是,由于锂电池的生产材料及工艺存在差别,导致单体电池之间也存在着一些较细微的差别,而串联锂电池组在电动汽车动力系统中的设计和应用,也造成了单体电池之间容量和电压的差异增加,从而引起一些电池的长期过充电与过放电状态存在,对整个锂电池组寿命以及电动汽车的续航行驶里程数产生影响,导致其出现相应的降低变化。
针对这一情况,在电动汽车电池管理系统设计中,围绕串联锂电池组电量均衡及其控制策略进行研究,以减少锂电池组单体电池容量与电压的差异所引起的不一致性及其对整体性能的影响,具有十分突出的必要性和重要意义。
下文将结合当前对电动汽车串联锂电池组能量均衡的设计与研究现状,以改进型DC/DC 斩波电路原理为基础,提出一种电动汽车串联锂电池电量均衡控制策略,并对其具体设计与实现进行研究,以供参考。
1电路均衡及其模块化设计研究当前的电路均衡设计中,根据其能量消耗情况,对其电量均衡设计以能量非耗散型和能量耗散型两种类型为主,其中,在能量耗散型电量均衡控制理论基础上所研究提出的创新型均衡电路策略包开关电容法以及同轴多二次侧绕组变压器均衡电路法等,但是,由于上述均衡电路策略在实际应用中所需的电池数量较多,且进行电路均衡的时间较长,导致电路情况复杂、其控制难度也较多,因此,在实际设计与应用中的效率相对较低。
针对这一问题,本文进行电动汽车串联锂电池组电量均衡设计中,通过采用改进型DC/DC 斩波电路设计原理,进行串联锂电池组互补模块化均衡设计,并采用相应的控制策略,对其电量均衡设计与控制要求进行满足,以克服传统电量均衡与控制中所存在的问题。
1.1电路均衡与模块化设计的原理分析在进行电路均衡设计中,多需要从整体均衡层面分析,采用基于升降压电路的电量均衡方案进行设计和分析。
车载锂离子电池组的充电技术与均衡管理方法研究综述
黄 志 祥 李 军
随 竹 I乜动 汽 车 的 发 腱 .快 速 充 电 成 为 一 种 趋 势 电池 充 电 电 流 越 高 ,其 充 电 速 发 越 怏 ,但 电池 的安全性 能 却越 篪 过 充 、过热 或 短 路 允 电都将 可能 引起 锂 离子 电池 I,i燃 、 甚 至 爆 炸 … 合 理 恰 当 的 屯 电 方 法 ,对 j 镡 离 子 动 J电池 加快 充 电速 度 、提升 充 【乜效 率 、减轻 电池损 伤 、延 长循环 使用寿命 彳丁荇
重 婪 的 作用 , 电动汽 的 电池系统 郜足 以电池组 的形 式存 车辆 I 砬州 一而 电池组 的 电池单体 仔 一 致 性 ;符锂 电池组没 仃实现精 确有效 的
关 键词
(1)常 规 充 电方 法 徐 磊 ”。提 fII自 恒 流 t充 电 方 法 , 上 受 包 括 侦 充 电 、 流 充 电 和 恒 允 电 i 个 阶 段 :第一 阶段 为预充 电j9】, 电池接通 电源 后 检 查 电 池 电 』 ,如 果 电 池 电 压 小 于最 低 『J 限 电 2.5V (苔 高 于直 接 进 入恒 流 充 电 ). 则 采 0.1C的 小 电 流 给 电 池 预 允 电 ,避 免 大 电流对 电池 造成伤 害 。电池 电 提高到 门限 电 压 后 .进 人恒 流 充 电 ; 流 充 电 电 流 较 大 ,一 般 采 JI{0.I~5.0CC 定 l乜流 对 电池 进 仃 充 电 , 电池 时 问 内将 冲到 总 容 量 的 80%以 上 ; 当 电 』li达 剑 L限 值 (4.2V)叫‘, 以 定 电 对 电 池 进 行 充 电 . I乜池 电 压 维 持 不 变 。 允 电 电 流 将 逐 渐 减 小 , 其 下 降 到 0.1c~ 0.05C 时 , 电 池 充 满 , 充 IU结 束 . 幢 流 允 电 曲线 女¨下 !;j= l所 示 : 恒 流 允 电 克 服 厂 一的 恒 流 充 电 f1】 恒 充 电 的 缺 陷 ,且 充 电 结 构 简 单 ,控 制 力‘ 便 ,现 阶 段 这 种 方 法 被 J1‘泛 采 川 。 然 而 没 能 消 除 电池 的檄 化 现 象 , 儿充 电 速 度 较 慢 在 恒 流 ,E充 电 方 法 的 毡 础 j , 为 J, 克 服 电 池 的 橄 化 现 象 ,人 们 研 究 … 了 脉 冲 充 电 。。 … t 斯 最 佳 充 电 f¨j线 }1丁以 道 . 充 电 过 ·lJ. 只 要 充 电 电 流 不 超 过 铅 蔷 电 池 可 接 受 的 最 大 电 流 , 就 小 会 产 ,上严 的 儆化 现 象 此 ,要想 提 岛午}{蓄 电池 的 允 电效 率 ,就 受保 充 电 电流 始 终接 近 下 码 斯最 佳 充 电 电 流 曲线 ,这 样 才 能 实现 莆 l乜池 的 快 速 充 l乜 文 献 i蚌舒牛的 问 歇 充 电 法 指 的 是 锂 离 子 动 力 电 池 允 时 加 入 _J,小 段 停 歇 时 问 . 川 以 消 除 电 池 极 化 该 方 法 结 合 了 恒 流 充 电 、
纯电动汽车动力电池充放电均衡控制的研究
纯电动汽车动力电池充放电均衡控制的研究摘要:电动汽车的电池性能好坏关系到电动汽车性能的好坏,在电动汽车的行驶过程中由于电池组合中的单体电池差异,可能导致电动汽车动力不足,使用过程中造成不利影响,严重影响到使用的舒适性与安全性。
针对以上情况需要进行电动汽车的动力电池均衡化处理。
本文围绕当前电动汽车动力电池放电的不均衡失控情况进行阐述,结合均衡方式分析实现该技术的途径,集中分析均衡内部分类装置使用范围,实现对均衡力度的深入研究,为当前的电动汽车动力电池使用创新奠定良好基础。
关键词:电动汽车;动力电池;均衡电动汽车在运行的过程中,主要依靠大量电池来进行动力支撑,为电动汽车提供动力的过程,这个电池也被叫做动力电池,由多节单独电池组成,使用串联的方式形成大型电源供应装置。
以17款比亚迪E5纯电动汽车为例,动力电池包采用磷酸铁锂电池,分13个模组,共198节单体电池串联组成,单体电池标称电压3.2V,电池包标称电压633.6V,总容量75Ah。
实际运用过程中由于动力电池内部差异性,导致外界反应程度上存在缺陷,会为高效运转带来明显的负面影响,加剧电池损坏。
在电量耗光之后,如果不能对于性能较差电池进行更换研究,就会导致电池存在使用危害,可能造成安全事故。
1.动力电池的均衡技术当前全球化背景下环境问题和能源危机越发严重,加上各个国家陆续出台关于禁售燃油的政策,促使了人们对新能源进行积极开发,电动汽车也因此具备优良的低碳环保性能,被当前的消费者们广泛认可。
动力电池是电动汽车的动力源,电池品质直接关系到整车的安全性、耐久性与动力性等。
锂电池具备能量密度高、寿命长和一致性好、可靠性高的优势,已经成为电动汽车动力电池的首选,目前在电动汽车的领域内受到人们的广泛认可。
车用锂离子电池通常以串联、并联、混联的方式组成用以满足整车功率。
但是由于制造工艺上的差异,导致单体电池间存在电压、SOC、容量、内阻等的差异,这种差异会随着循环次数的增大,加速电池的老化、性能衰减,甚至产生热失控的风险。
锂电池组均衡控制策略分析
锂电池组均衡控制策略分析锂电池组均衡控制策略分析锂电池组是目前广泛应用于移动设备和电动车辆中的一种重要能源存储设备。
然而,由于电池组中各个单体电池的差异性,容易导致电池之间的不均衡,进而影响电池组的性能和寿命。
为了解决这一问题,研究人员提出了多种锂电池组均衡控制策略。
首先,锂电池组均衡控制的第一步是识别电池组中的不均衡情况。
通常,通过测量电池组中各个单体电池的电压和温度来判断电池组的状态。
如果存在不均衡情况,就需要采取相应的控制策略进行均衡。
其次,一种常用的均衡控制策略是基于电压均衡的方法。
当电池组中某些电池的电压过高或过低时,可以通过将电流从电压较高的电池转移到电压较低的电池来实现均衡。
这可以通过串联电阻、直接连接或者交流耦合等方式实现。
这种方法的优点是实现简单,但缺点是效率较低,因为转移电流会导致能量损耗。
另一种常见的均衡控制策略是基于电流均衡的方法。
该方法通过监测电池组中各个单体电池的充放电电流来判断电池之间的不均衡情况,并通过调节充放电电流来实现均衡。
这种方法的优点是能够减少能量损耗,但需要较为复杂的电流控制电路。
除了电压和电流均衡方法外,还有一些其他的均衡控制策略,如基于温度均衡的方法和基于容量均衡的方法。
基于温度均衡的方法主要通过控制电池组中各个单体电池的温度来实现均衡,而基于容量均衡的方法则通过控制电池组中各个单体电池的充放电容量来实现均衡。
总之,锂电池组均衡控制是保证电池组性能和寿命的重要环节。
通过识别不均衡情况,并采取相应的控制策略,可以有效地实现电池组的均衡,提高电池组的整体性能和使用寿命。
未来,随着科技的不断发展,更加先进和智能的均衡控制策略将进一步推动锂电池组的发展和应用。
新能源汽车电池均衡方法
新能源汽车电池均衡方法随着环保意识的不断提高和新能源汽车的普及,电池技术的发展也成为了汽车行业的热门话题之一。
电池均衡技术作为电池管理系统的重要组成部分,对于新能源汽车的安全性和稳定性具有至关重要的意义。
本文将从电池均衡的基本原理、现有技术和未来发展方向等方面进行探讨。
一、电池均衡的基本原理电池均衡是指通过控制电池内部的电压、电流等参数,使得电池组内各单体电池的电量保持一致,从而达到延长电池寿命、提高电池性能和安全性的目的。
电池均衡技术可以分为被动均衡和主动均衡两种。
被动均衡是指通过串联电阻等被动元件,将电池组内电量较高的单体电池的电压降低,电量较低的单体电池的电压升高,从而实现电池均衡。
被动均衡技术简单、成本低,但是其均衡效果受限于被动元件的参数和电池组内单体电池之间的电性能差异,无法实现精确的均衡。
主动均衡是指通过充放电控制电池组内各单体电池的电荷状态,使得电池组内各单体电池的电量保持一致。
主动均衡技术可以分为基于电压和基于电流的两种方式。
基于电压的均衡技术是指通过控制充电电流和放电电流的大小,使得电池组内各单体电池的电压达到一致。
基于电压的均衡技术可以实现较为精确的均衡,但是其充放电控制需要较强的计算和控制能力,且需要较高的硬件成本。
基于电流的均衡技术是指通过控制电池组内各单体电池的充放电电流,使得电池组内各单体电池的电量达到一致。
基于电流的均衡技术具有简单、成本低、均衡效果好等优点,但是其均衡速度较慢,需要较长时间才能达到均衡状态。
二、现有电池均衡技术目前,主流的电池均衡技术主要包括被动均衡、基于电压的均衡和基于电流的均衡。
下面将分别进行介绍。
1.被动均衡技术被动均衡技术是目前应用最为广泛的一种电池均衡技术。
被动均衡技术通过串联电阻等被动元件,将电池组内电量较高的单体电池的电压降低,电量较低的单体电池的电压升高,从而实现电池均衡。
被动均衡技术简单、成本低,但是其均衡效果受限于被动元件的参数和电池组内单体电池之间的电性能差异,无法实现精确的均衡。
锂电池组均衡充电电源设计与实现
锂电池组均衡充电电源设计与实现1. 引言1.1 研究背景锂电池组均衡充电电源设计与实现是当前电动车、手机等电子产品中广泛应用的技术之一。
随着新能源汽车的发展和智能手机的普及,对锂电池组充电技术的要求也越来越高。
在传统的充电过程中,由于电池单体之间的特性差异,容易导致电池充放电不均匀,进而影响电池寿命和安全性。
研究锂电池组均衡充电电源设计与实现,对于提高电池整体性能具有重要意义。
当前市场上已经存在着各种不同类型的均衡充电方案,包括被动均衡和主动均衡两种主要方式。
被动均衡通过外接电阻进行能量耗散,主动均衡则通过控制电流向电池组中的特定单体充电来实现。
这些方法各有优缺点,需要综合考虑电池组特性和应用需求来选择合适的方案。
对锂电池组均衡充电的研究和实现具有重要意义,可以提高电池组的安全性、稳定性和使用寿命。
1.2 研究意义锂电池组均衡充电电源设计与实现的研究意义非常重要。
随着锂电池技术的不断发展和应用领域的扩大,锂电池组的均衡充电问题逐渐引起人们的关注。
在实际应用中,由于单体电池的不同寿命、内阻和放电深度等原因,锂电池组中的各个单体电池会存在电压差异。
这种电压差异如果不及时进行均衡充电,会导致电池组性能下降、寿命缩短甚至发生安全事故。
研究锂电池组均衡充电电源设计与实现具有重要的意义。
通过设计合理的均衡充电电路可以有效延长锂电池组的使用寿命,提高电池组的安全性和可靠性。
正确处理电池组中各个单体电池的电压差异,有利于提高整个电池组的性能表现,确保电池组在工作过程中的稳定性。
最终,研究锂电池组均衡充电电源设计与实现,对于推动电动汽车、储能系统等领域的发展具有积极的推动作用,有利于提升新能源技术的发展水平和市场竞争力。
1.3 研究目的研究目的部分将围绕着锂电池组均衡充电电源设计与实现的目标和意义展开讨论。
我们的研究旨在研究锂电池组均衡充电技术的原理和实现方式,以期提高锂电池组的充电效率和安全性。
我们希望通过设计和实现一种高效、可靠的充电电源,为锂电池组的均衡充电提供稳定的电力支持。
新能源汽车电池均衡控制技术研究
新能源汽车电池均衡控制技术研究下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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电动汽车电池快速充电优化控制研究
电动汽车电池快速充电优化控制研究随着人们对环境保护的关注度日益增强,电动汽车已经成为了越来越多人的选择。
不仅如此,对于政府来说,推广电动汽车也是一项重要的政策,因为电动汽车在其零排放的特点下,可以有效地减少大气污染。
但是,尽管在近年来电动汽车取得了很大的进展,但是其快速充电问题依然是一个困扰着行业发展的瓶颈。
如果想要大规模推广电动汽车,就必须要解决快速充电问题。
因此,电动汽车电池快速充电优化控制研究变得尤为重要。
我们首先来看一下电池的充电原理。
电动汽车的电池一般都是锂电池,其充电电压一般为 4.2V,可以充入的电量与其容量成正比,因此充电时间与容量成正比。
但是,一旦考虑快速充电,问题就来了。
因为在快速充电的情况下,电池需要短时间内输入大量电量,这将导致电池温度升高、电池容量下降、寿命缩短等问题。
那么,如何实现电动汽车电池快速充电呢?现有的方法主要有两种,一种是利用特殊材料实现高能量密度电池的制造,使得电池可以短时间内输入大量电量。
这种方法的缺点在于成本较高,且可靠性不够高。
另一种方法是通过优化控制充电过程来实现快速充电,这种方法的优点在于成本低、可靠性高,因此更加具有实用价值。
因此,本文将深入讨论第二种方法。
电动汽车电池快速充电的优化控制必须考虑很多因素。
首先,我们需要确定合适的充电参数,例如充电电流、充电电压等,这些参数对于电池温度升高和充电效率都有决定性的影响。
其次,我们还需要考虑电池的健康状况,因为电池的健康程度不同,其充电参数也应该有所区别。
另外,还需要考虑充电过程中的安全性问题。
同时,电动汽车电池快速充电的优化控制涉及到很多技术方面的知识。
例如,我们需要了解锂离子电池的化学反应机理、掌握充电控制算法的原理、掌握电流和电压等物理量的变化规律等等。
只有当我们深入了解了这些技术方面的知识,才能够更好地进行优化控制,从而实现电动汽车电池的快速充电。
那么,在实际应用中,我们如何进行电动汽车电池快速充电的优化控制呢?我们可以采用控制算法来实现电池的快速充电。
基于电动汽车的锂电池均衡充电技术研究
基于电动汽车的锂电池均衡充电技术研究作者:罗云飞来源:《时代汽车》 2017年第15期摘要:目前电动汽车的发展速度非常快,但是其中仍然存在很多有待解决的问题,最典型的问题就是管理锂电池的技术。
使用电动汽车的时候,如果没有有效管理锂电池组,会增加汽车的使用成本,缩短汽车的行驶里程。
本文将磷酸铁锂电池当作研究的对象,设计研究电动汽车的锂电池运行管理技术,提出有效控制电感均衡的策略,将锂电池均衡的时间简短,从而提高汽车的锂电池的运行效率和寿命。
关键词:电动汽车;锂电池;均衡充电技术;研究从目前电动汽车的发展趋势看来,为了电动汽车一定会占据非常大的市场份额。
但是单次充电后的电动汽车如何行驶很远的路程以及成本的问题,同电动汽车的电池密切相关。
现阶段,蓄电能量最高的电池是锂电池,该电池的能量能够高达130Wh/kg,每次电池的放电电压是3.6V,是镉镍电池的三倍。
不仅如此,锂电池没有记忆、热效应很小,充电的效率比氢镍电池电池,是电动汽车的首选使用电池。
1 均衡充电的工作原理和系统1.1均衡控制的设计本文选用的充电方式比较传统,首先在充电的前期选用恒流充电方式,后期则采用小电流的恒压充电方式。
在主充之后选用均衡补充方式继续充电。
等到充电的后期时,电池荷电状态的sOc都需要保持均衡,此时将均衡模式打开,补充低soc电池的均衡。
1.2不均衡度的模型设计相比较蓄电池组而言,主要有两种情况会导致电池电压出现不均衡情况:电池的电压比平均的电池电压要低或者是电池的电压比平均的电池电压高。
分析电池组的不一致情况可以看出,电池组里面的不均衡其实就是能量不均衡。
所以,运用电池能量串联组的不均衡情况思想,表达电池组不一致特征。
因为单体的电池之间有着不同的能量状态,所以电池的工作能力存在很大差别。
可以用下面的数学公式来表达串联电池组中的电池不均衡程度。
式中的SOC是电池的荷电状态;εx是电池组整体不均衡度;m是电池节数。
E(z)为z的数学期望。
电动汽车用锂电池均衡充电技术研究
电动汽车用锂电池均衡充电技术研究闫磊;欧阳名三【期刊名称】《淮南师范学院学报》【年(卷),期】2015(000)003【摘要】锂电池管理技术是电动汽车发展中存在的难题。
在电动汽车使用过程中,锂电池组没有得到有效管理,导致汽车续驶里程短以及使用成本激增。
以通过磷酸铁锂电池为研究对象,对电动汽车用锂电池高效运行管理进行设计研究,提出了电感主动均衡控制策略,以减少锂电池主动均衡时间,提高电动汽车用锂电池使用效率。
%Lithium battery management technology is a problem existing in the development of electric vehicles. In the process of using electric vehicles, failing to manage lithium-ion battery effectively results in limited driving distance and soaring use cost. This paper determined the lithium iron phosphate batteries as the research object, the management of electric vehicle with lithium-ion batteries to work effectively in design research, inductive active equalization control strategy was proposed, in order to reduce the lithium battery active equilibrium time,Increasing the service efficiency of the electric car with lithium batteries.【总页数】3页(P39-41)【作者】闫磊;欧阳名三【作者单位】安徽理工大学电气与信息工程学院; 淮南市人民政府金融工作办公室,安徽淮南 232001;安徽理工大学电气与信息工程学院【正文语种】中文【中图分类】TM92【相关文献】1.电动汽车用锂电池快速充电技术研究 [J], 梁奇;2.电动汽车用磷酸铁锂电池充电特性的分析 [J], 胡银全;刘和平;刘平;张毅3.基于电动汽车的锂电池均衡充电技术研究 [J], 罗云飞4.电动汽车用锂电池快速充电技术研究 [J], 叶剑晓;于春梅;梁奇5.一种电动汽车用动力锂电池充电控制系统 [J], 王武;张元敏因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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Ke y wo r d s :l i t h i u m b a t t e r y p a c k;b a l a n z y c o n t r o l
作 为 电动 汽 车 主要驱 动 能源 的锂 电池组 ,各 单
体 电池 多 采用 串联 方 式 连接 .其 状态 的好 坏直 接 影 响到整 车 使用 的性 能 。 目前 电池 组 在使 用前 通 过 匹
( I n s t i t u t e o f E l e c t r i c a l a n d E l e c t r o n i c E n g i n e e r i n g ,C h a n g c h u n U n i v e r s i t y O f T e c h n o l o g y ,C h a n g c h u n 1 3 0 0 1 2 ,C h i n a )
On t h e Ba l a n c e d Ch a r g i n g Co n t r o l Me t h o d f o r EV Li t h i u m Ba t t e r y
CHE NG F a n g . x i a o.W ANG Xu. W ANG Yu a n
p a c k c a n c o mp l e t e t h e e n e r g y b a l a n c e b e t w e e n v a io r u s b a t t e ie r s a n d i t p r o v e s t h e f e a s i b i l i t y o f t h e s c h e me .
Ab s t r a c t : L i t h i u m b a t t e r y i s t h e ma i n d i r v i n g e n e r g y f o r E V, h o w e v e r ,t h e i mma t u r e b a l a n c e d c h a r g i n g t e c h n o l o g y h a s b e e n t h e b i g g e s t b o t t l e n e c k i n t h e p o p u l a r i t y o f EV .Ai mi n g a t t h e b a d e f e c t s o f t h e e n e r g y i n c o n s i s t e n c y c a u s e d b y t h e p e r f o r ma n c e d i f e r e n c e o f s i n g l e b a t t e y ,a r b a l a n c e d c h a r g i n g c o n t ol r me t h o d b a s e d o n f u z z y c o n t r o l t h e o r y i s p r o p o s e d .T h e s i mu l a t i o n a n a l y s i s b y M 删 B s h o w s t h a t i n t h e b a l a n c e d c h a r g i n g p oc r e s s ,t h e b a t t e r y
配 能减 少 一些 不 均衡 性 的影 响 。但 是仍 不 能根 本 解 决 均衡 性 的 问题 【 1 ] 。锂 电 池组 在 循 环 充放 电 的使 用 过 程 中 ,会 使 各 单 体 电 池 能 量 的 不 一 致 性 越 发 凸 显 ,不 可 避 免 。 由于 电池 组 不 一致 性 问题 的存 在 , 造 成 电池 组 在可 用容 量 和使 用 寿命 等方 面 远不 及 单 体 电池 .并且 加 大 了对 电池 进行 管 理和 控 制 的 困难 程度[ 2 - 3 ] .因此 均 衡 充 电技 术 对 锂 电池 组 的使 用 有 着 至关 重要 的作 用 ,值 得深 入研 究 。 基 于模 糊 控 制 的锂 电池 组 充 电 均衡 控 制 方 法 , 具 有鲁 棒 性 强 、实 时性 好 的优 点 。本文 通 过 以 电池 端 电压 为 检测 变量 。以对P WM的 占空 比调节 为输 出 变 量 ,来 实 现充 电 过程 中电池 组 内各单 体 电池 的能 量 均衡 。
电动汽车锂电池组充电均衡控制方法研究
程 方 晓 ,王 旭 ,王 源
( 长春 工业 大 学 电 气 与 电子 工 程 学 院 , 吉林 长春 1 3 0 0 1 2 )
摘 要 :锂 电池 组 是 电动 汽 车 的 主 要 驱 动 能 源 ,然 而 尚不 成 熟 的 电池 均 衡 充 电 技 术 成 为 制 约 电动 汽 车 普 及 化 的 最 大 瓶 颈 。本 文 针 对 锂 电 池 组 中 因单 体 电池 性 能 差 异 造 成 能 量 不 一 致 性 的 不 良影 响 , 以各 单 体 电池 电 压 为 控 制 变 量 , 提 出一 种 基 于 模 糊 控 制 的 锂 电池 组 充 电均 衡 控 制 方 法 。 并 通 过 M A T L A B 仿 真 分 析 得 出 :在 充 电 均 衡 过 程 中 ,利 用模 糊控制方法调节P WM的 占空 比 ,电池 组 能 够 较 好 地 完 成 各 单 体 电池 间 的 能 量均 衡 ,证 明 了该 方 案 的 可行 性 。 关 键 词 :锂 电池 组 :充 电均 衡 ;模 糊 控 制 中 图分 类 号 :U 4 6 3 . 6 3 3 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :1 0 0 3 — 8 6 3 9 ( 2 0 1 4 ) 0 5 — 0 0 4 9 - 0 3