动力电池均衡策略
动力电池主动均衡方案总结
项目:纯电动中型公务客车研发及示范动力电池组主动均衡方案合工大: 安凯:编制:校对:校对:审核:审核:批准:合肥工业大学2015年11月15日目录1 背景 (1)2 均衡变量的选择 (2)2.1 以开路电压作为均衡变量 (2)2.2 以工作电压作为均衡变量 (2)2.3 以SOC作为均衡变量 (3)2.4 以剩余可用容量作为均衡指标 (3)3 主动均衡方案 (4)3.1 基于电容式均衡拓扑结构 (4)3.1.1 基于单电容均衡拓扑结构 (4)3.1.2 基于多电容均衡拓扑结构 (5)3.2 基于电感式均衡电路 (6)3.2.1 基于单电感均衡结构 (6)3.2.2 基于多电感均衡结构 (7)3.3 基于单绕组和多绕组变压器的均衡电路 (7)3.3.1 基于单绕组变压器均衡结构 (7)3.3.2基于多绕组变压器均衡结构 (8)3.4 基于DC/DC变换器式均衡策略 (9)3.4.1 基于Buck变换器均衡结构 (9)3.4.2基于Buck-Boost变换器均衡结构 (10)3.4.3 基于CUK变换器均衡结构 (10)4 均衡拓扑结构总结 (11)5 均衡策略选择 (13)5.1 最大值均衡法 (13)5.2 平均值及差值比较均衡策略 (13)5.3 模糊控制法 (14)6 动力电池组均衡技术总结 (14)1 背景随着动力电池在电动汽车动力系统中的广泛应用,逐渐暴露出一系列诸如耐久性、可靠性和安全性等方面的问题。
电池成组后单体之间的不一致是引起这一系列问题的主要原因之一。
由于电动汽车类型和使用条件限制,对电池组功率、电压等级和额定容量的要求存在差别,电池组中单体电池数量存在很大的差异。
即使参数要求相似,由于电池类型不同,所需的电池数量也存在较大的差别。
总体看来,单体数量越多,电池一致性差别越大,对电池组性能的影响也越明显。
车载动力锂离子电池成组后,电池单体性能的不一致严重影响了电池组的使用效果,减少了电池组的使用寿命。
纯电动汽车动力电池均衡的方法
纯电动汽车动力电池均衡的方法
纯电动汽车的动力电池均衡是保障电池组性能和寿命的关键之一。
动力电池均衡主要指的是电池组中每个电池单体的电荷状态保持在相对均衡的水平,以避免出现电池单体之间电荷不平衡过大而影响整个电池组的性能和寿命。
下面介绍几种常见的纯电动汽车动力电池均衡方法:
1. 被动均衡方法:被动均衡是通过电池组内部的电阻和电压差来自动实现电荷均衡,减少电池之间的电荷差异。
这种方法适用于电池组内部电池单体容量差异较小的情况。
2. 主动均衡方法:主动均衡是通过集中控制系统对电池组内的电池单体进行监测和控制,通过充放电控制调节各个电池之间的电荷状态,使其保持相对均衡。
这种方法适用于电池组内部电池单体容量差异较大的情况。
3. 能量平衡方法:能量平衡是通过控制电池组的充电和放电过程,使电池组中电池单体的能量分布尽量均衡。
这种方法通常通过充电和放电模式的调节来实现,以避免电池单体之间的容量差异过大。
4. 外部均衡方法:外部均衡是指使用外部设备或器件对电池组进行均衡,通过外部充电器或者专门的均衡装置来完成电池组内各个电池单体的均衡任务。
这种方法适用于对电池组均衡性能要求较高的情况,但也需要额外的设备和成本。
总的来说,纯电动汽车动力电池均衡方法多种多样,可以根据电池组内电池单体容量差异大小及车辆的实际情况选择适合的均衡方法。
通过合理的均衡方法,可以提高电池组的性能和寿命,保障纯电动汽车的续航里程和使用寿命。
动力电池组能量均衡管理控制策略
中图分类号:T K0 1 文献标志码 :A 文章编号:1 0 0 7 - - 4 4 9 X( 2 0 1 3 ) 1 0- 0 1 0 9 - 0 6
赵 奕凡 ,杜 常清,颜伏伍
( 武汉理 工大 学 现代汽车零部件技术湖北省重点实验室 ,湖北 武汉 4 3 0 0 7 0 )
摘
要 :锂 离子 电池 尤其 是 磷 酸铁 锂 电池 处 于端 电压 平 台阶段 时, 单体 荷 电状 态与端 电压之 间
无 明显 联 系,仅 根据 端 电压 差 异无 法 实现 精 确 的单 体 均衡 控 制。 针 对 以上 问题 。研 究提 出 了基
v ol t a g e .Th e r e f o r e i t c a n no t a c h i e v e t h e c e l l e n e r g y e q u a l i z a t i o n a c c o r di n g t o t h e t e r mi n a l v o l t a ge .To s o l v e t hi s p r o b l e m,i t p r op o s e d c e l l e n e r gy e q ua l i z a t i o n c o n t r ol s c h e me b a s e d o n mod e l p ra a me t e r s o f p o we r b a t t e ie r s . Ac c o r d i n g t o t h e c h a ng e c h ra a c t e r i s t i c s o f he t t e r mi n a l v o l t a g e d ur in g t he l o a d s t e p c h ng a e , t he mo d e l p a r m e a t e r s o f p o we r ba t t e ie r s we r e e s t i ma t e d b y no n — l i ne r a l e a s t s q u re a me ho t d. Ba s e d on t h e d i fe r e n c e s o f he t s e pa ra me t e r s ,t h e e ne r g y o f c e l l s wa s t r a n s f e r r e d f r o m t h e l rg a e r o n e t o he t
动力电池均衡策略
动力电池均衡策略 Revised by Petrel at 2021BMS均衡管理主要分为被动均衡(有损均衡)和主动均衡(无损均衡)。
电池模组中,随着使用每个电池单体的容量会产生差异性,容量大的总会浅充浅放,容量小的总会过充过放,造成容量大的衰减慢,寿命长,容量小的衰减快,寿命短,最终导致电池模组的寿命缩短。
均衡的目的则是减少这种差异性,保持电池的一致性。
一、被动均衡:通过能量消耗,限制电压最高的电池单元的充电电流,来实现和电压较低的电池单元的充电平衡。
特点:控制简单,电路体积小,浪费能量。
一种被动均衡策略:1、均衡只有在充电状态才开启(主机下发充电状态);2、均衡只有在受到主机下发的均衡开启命令时才开启;3、如果从机与主机通讯中断立即关闭均衡;4、从机的最低电压大于2.7V;5、需要开启均衡的电池其电压需大于均衡开启电压3.55V(可配);6、从机需均衡的单体与该从机最低电压的差值必须大于均衡开启最小压差(20mv可配);7、从机单节电池需要开启均衡的单体电压与该从机所有电池最低电压的电压差值必须小于开启最大压差(800mv可配)才能开启均衡;8、电池组最高温度必须小于开启最高温度才能开启均衡;9、电池组未出现过充状态。
以上条件需同时满足;如果从机配置为整体均衡,且主机下发均衡参考电压(默认为平均电压),则将上述策略的从机所有电池最低电压换成主机下发的参考电压(程序默认使用整体均衡)。
二、主动均衡:通过能量补充,补充电压最低的电池单元的充电电流,来实现和电压较高的电池单元的充电平衡。
特点:需从外部补充能量,给BMS供电的DCDC功率要大;一种主动均衡策略:1、均衡只有在收到主控模块下发的均衡开启命令和充电信号室内才开启,连续10秒接收到开启命令和充电信号才开启均衡;2、如果从机与主机通讯中断(判断本从机与主机中断延时30S±5S)立即关闭均衡;3、从机的开启均衡最低电压必须大于均衡开启电压2.8V(可配置),持续5S;4、采集模块电池最低电压与从控所有电池最高的电压差值在800mv(可配)和20mv(可配)之间,且持续5S,才开启均衡;5、电池组需均衡的单体电压小于单体过充保护值;6、电池组最高温度低于开启最高温度才能均衡;7、电池组未出现过充状态。
动力电池均衡充电控制策略研究
终导致电池组性能急剧 下降和循环寿命缩短的问题 , 分析动力电池组均衡 充电控制 系统的电路模 型 , 究电池 组快 速 充 电的方 法 。 出一种 能够 消除 单体 电池性 能 差异 对动 力 电池组循 环 寿命 影 响 研 提 的均衡 充 电控 制 策略 。该控 制 策略根 据 电池组 中单 体 电池 的 不 同状 态 , 过 均衡 电路 微 调 单体 电 通
充电模式下动力电池组分布式主动均衡控制方法
充电模式下动力电池组分布式主动均衡控制方法随着电动汽车的普及,动力电池组的管理和控制成为了一个重要的问题。
动力电池组中各个单体电池之间的差异会导致电池组的性能和寿命出现不均衡,因此需要对动力电池组进行分布式主动均衡控制。
本文将介绍一种充电模式下的动力电池组分布式主动均衡控制方法。
动力电池组的分布式主动均衡控制方法是指通过控制电池组中各个单体电池之间的电流流动,使得电池组中各个单体电池的状态-of-charge(SOC)和状态-of-health(SOH)保持在相对均衡的状态,从而延长电池组的寿命,提高电池组的性能。
在充电模式下,动力电池组的各个单体电池之间的差异会变得更加明显,因此需要一种高效的分布式主动均衡控制方法来保持电池组的均衡。
本文提出的充电模式下动力电池组分布式主动均衡控制方法主要分为三个步骤:状态监测和数据采集、控制策略生成和执行、性能评估和优化。
首先是状态监测和数据采集。
在充电模式下,需要实时监测电池组中各个单体电池的电压、电流和温度等参数,并进行数据采集和处理。
通过对电池组中各个单体电池的参数进行监测和采集,可以获取电池组的实时状态信息,为后续的控制策略生成和执行提供数据支持。
接下来是控制策略的生成和执行。
基于状态监测和数据采集得到的电池组状态信息,需要设计一种高效的控制策略来实现动力电池组的分布式主动均衡。
控制策略可以通过控制电池组中各个单体电池之间的电流流动来实现动力电池组的均衡。
具体来说,可以通过调节电池组中各个单体电池的充放电电流来实现动力电池组的均衡。
控制策略需要考虑电池组中各个单体电池的动态特性和响应速度,以实现优化的均衡效果。
最后是性能评估和优化。
在控制策略执行过程中,需要实时监测电池组的均衡效果,并对控制策略进行调整和优化。
通过对电池组的性能进行评估和优化,可以使得控制策略更加精准和高效,从而实现更好的分布式主动均衡效果。
动力电池均衡策略
动力电池均衡策略 SANY GROUP system office room 【SANYUA16H-BMS均衡管理主要分为被动均衡(有损均衡)和主动均衡(无损均衡)。
电池模组中,随着使用每个电池单体的容量会产生差异性,容量大的总会浅充浅放,容量小的总会过充过放,造成容量大的衰减慢,寿命长,容量小的衰减快,寿命短,最终导致电池模组的寿命缩短。
均衡的目的则是减少这种差异性,保持电池的一致性。
一、被动均衡:通过能量消耗,限制电压最高的电池单元的充电电流,来实现和电压较低的电池单元的充电平衡。
特点:控制简单,电路体积小,浪费能量。
一种被动均衡策略:1、均衡只有在充电状态才开启(主机下发充电状态);2、均衡只有在受到主机下发的均衡开启命令时才开启;3、如果从机与主机通讯中断立即关闭均衡;4、从机的最低电压大于2.7V;5、需要开启均衡的电池其电压需大于均衡开启电压3.55V(可配);6、从机需均衡的单体与该从机最低电压的差值必须大于均衡开启最小压差(20mv可配);7、从机单节电池需要开启均衡的单体电压与该从机所有电池最低电压的电压差值必须小于开启最大压差(800mv可配)才能开启均衡;8、电池组最高温度必须小于开启最高温度才能开启均衡;9、电池组未出现过充状态。
以上条件需同时满足;如果从机配置为整体均衡,且主机下发均衡参考电压(默认为平均电压),则将上述策略的从机所有电池最低电压换成主机下发的参考电压(程序默认使用整体均衡)。
二、主动均衡:通过能量补充,补充电压最低的电池单元的充电电流,来实现和电压较高的电池单元的充电平衡。
特点:需从外部补充能量,给BMS供电的DCDC功率要大;一种主动均衡策略:1、均衡只有在收到主控模块下发的均衡开启命令和充电信号室内才开启,连续10秒接收到开启命令和充电信号才开启均衡;2、如果从机与主机通讯中断(判断本从机与主机中断延时30S±5S)立即关闭均衡;3、从机的开启均衡最低电压必须大于均衡开启电压2.8V(可配置),持续5S;4、采集模块电池最低电压与从控所有电池最高的电压差值在800mv(可配)和20mv(可配)之间,且持续5S,才开启均衡;5、电池组需均衡的单体电压小于单体过充保护值;6、电池组最高温度低于开启最高温度才能均衡;7、电池组未出现过充状态。
充电模式下动力电池组分布式主动均衡控制方法
充电模式下动力电池组分布式主动均衡控制方法
充电模式下的动力电池组分布式主动均衡控制方法是指在动力电池组进行充电时,通过分布式控制策略来实现电池组各个单体之间的电荷均衡,从而延长电池组的寿命和提高电池组的性能。
该控制方法的基本原理是通过电池组中的分布式控制器来实时监测每个电池单体的电荷状态,并根据电荷状态的差异性来调节电池单体之间的电流,使电池单体之间的电荷差异最小化。
具体步骤如下:
1. 设定均衡目标:根据电池组的充电需求和均衡要求,设定好均衡目标,包括电压均衡和SOC(State Of Charge)均衡。
2. 分布式控制:将电池组分为多个区域,每个区域都有一个分布式控制器。
每个控制器负责监测并控制所在区域内的电池单体。
3. 电荷状态监测:每个控制器实时监测所在区域内电池单体的电荷状态,包括电压和SOC。
如果发现某个电池单体的电荷状态与目标差异较大,即电压低或SOC低,就会采取措施进行均衡。
4. 均衡措施:根据电荷状态监测结果,控制器会采取不同的均衡措施。
如果发现某个电池单体的电压低于目标值,可以通过给该电池单体施加电流来提高其电压。
如果发现某个电池单体的SOC低于目标值,可以通过吸收电流的方式来提高其SOC。
5. 控制策略调整:为了提高均衡效果,控制器可以根据实时监测结果和均衡目标来调整控制策略。
可以增加或减少均衡电流的大小,改变均衡的频率等。
动力电池的电池包电流平衡控制策略
动力电池的电池包电流平衡控制策略随着电动汽车的快速发展,动力电池作为电动车的核心组件之一,其稳定性和寿命对整个系统的性能有着重要的影响。
在电动汽车的动力电池系统中,电池包电流平衡控制策略被广泛应用,以实现电池包内各单体电池的电流分布均衡,提高整个电池系统的性能和寿命。
本文将探讨动力电池的电池包电流平衡控制策略及其在电动汽车领域的应用。
一、动力电池包电流平衡的意义动力电池包是由多个电池单体组成的,每个电池单体在使用中,由于工作环境的差异以及制造工艺的影响,会导致电池单体之间存在一定的差异性。
当电池单体之间的电流分布不均衡时,部分电池单体会承受过高的电流负载,而其他电池单体则处于过度充电或放电的状态。
这种不平衡会导致电池性能的不稳定,甚至造成电池单体的损坏,影响整个电池系统的寿命和性能。
因此,通过电池包电流平衡控制策略,可以在充电和放电过程中调整电池单体之间的电流分布,减小电池单体之间的差异,提高整个电池系统的性能和寿命。
同时,电池包电流平衡控制策略也可以提高电池系统的安全性,减少电池在工作过程中的异常情况发生的概率。
二、动力电池包电流平衡控制策略的分类动力电池包电流平衡控制策略主要通过电池管理系统(BMS)实现。
根据控制策略的不同,可以将动力电池包电流平衡控制策略分为两类:被动平衡和主动平衡。
1. 被动平衡被动平衡是指通过外部电阻或继电器等被动元件来消耗过多电能的方法,以实现电池包内电流的平衡。
这种平衡方式的优点是实现简单,但缺点是效率低下,对能源的利用率较低。
2. 主动平衡主动平衡是指通过对电池单体之间的电流进行主动调整,以实现电流的平衡。
这种平衡方式通常采用电池单体间的串联、并联、或串并联组合来实现。
主动平衡的优点是效率高,能够最大程度地提高电池的使用效率,但缺点是控制复杂度较高。
三、动力电池包电流平衡控制策略的应用在电动汽车领域,动力电池包电流平衡控制策略被广泛应用。
通过对电池单体之间的电流分布进行调整,可以有效延长电池系统的寿命,提高电池的能量转化效率和工作稳定性。
动力电池的电池管理与电量均衡技术
动力电池的电池管理与电量均衡技术随着电动汽车的快速发展,动力电池作为其核心组件之一,扮演着重要的角色。
为了提高电动汽车的性能和使用寿命,电池管理与电量均衡技术变得至关重要。
本文将探讨动力电池的电池管理方法以及电量均衡技术。
一、电池管理方法1. 温度控制动力电池的性能和寿命受其工作温度的影响较大。
因此,对于动力电池的管理来说,温度控制是至关重要的。
通过安装温度传感器和风扇等设备,可以监测和控制电池的温度。
当电池温度过高时,可以及时采取措施,如降低充电电流或停止充电,以保护电池不受损害。
2. 充放电控制电池的充放电控制也是电池管理的重要方面。
通过对充放电电流、电压等参数的控制,可以确保电池的充放电过程稳定可靠。
例如,使用恒流充电和恒流放电控制方法,可以避免过充和过放的情况发生,从而延长电池的使用寿命。
3. 电池状态估计电池状态估计是电池管理的核心内容之一。
通过对电池的电流、电压、温度等参数的实时监测和分析,可以估计电池的状态,如容量、健康度等。
基于电池状态估计结果,可以制定相应的管理策略,以优化电池的使用效率和安全性。
二、电量均衡技术1. 串联均衡在电动汽车中,通常会采用多个动力电池串联的方式组成电池组。
由于电池之间的性能差异,充放电不均衡会导致电池组的性能下降和寿命缩短。
因此,串联均衡技术可以用来解决这一问题。
通过在电池组中加入均衡电路,可以将电池之间的电量转移,保持充放电状态的均衡,从而提高电池组的性能和寿命。
2. 并联均衡在动力电池组中,由于电池的老化和使用不均衡等原因,会导致电池之间的电压差异增大,进而影响电池组的整体性能。
为了解决这一问题,可以采用并联均衡技术。
通过并联均衡电路,可以将电池之间的电量均分,从而减小电压差异,提高电池组的整体性能和寿命。
3. 动态均衡动态均衡技术是一种相对较新的电量均衡技术。
它可以根据电池组内部的实时状态,动态地调节均衡电路的工作状态和均衡策略。
通过动态均衡技术,可以更加精确地控制电池组的充放电状态,从而实现更好的电量均衡效果。
动力电池均衡充电控制策略研究
第 16 卷
第2 期
2012 年 2 月
电 机 与 控 制 学 报 ELECTRI C MACHINES AND CONTROL
ic Zb1 1+Eq1Zb1 vb1
1
均衡电路模型分析
如图 1 所示的耗散型均衡电路具有简单可靠、
Zb2 1+Eq2Zb2
vb2
性价比高的优点而广泛适用于电动汽车及储能系统 [17 - 18 ] 。单体电池通过与之并联的均衡开关 S 和 中 均衡电阻 R 实现对充电电流的均衡, 均衡电流通过 i c 为充电 控制均衡开关的占空比来实现。 图 1 中, v b 为单体电池电压, i b 为对应的单体 器的充电电流, 电池充电电流。
在单体电池充电过程中, 通过控制均衡开关的 , 状态 可在一定范围内独立调节单体电池的充电电 单体电池的充电 流。当忽略均衡开关 S 的阻抗时, 电流为 ic - vb vb ≤i b ≤i c , i c > , R R vb ic ≤ 。 R
0 ≤i b ≤i c ,
}
vb
( 1)
图 2 为单体电池的均衡充电等效模型, 其中 i e Z b 为 电 池 特 性 函 数, Eq 为 均 衡 控 制 为均衡电 流, 函数。
中图分类号: TM 71 文献标志码: A 文章编号: 1007- 449X( 2012 ) 02- 0062- 04
Research of equalizing charge control strategy for power battery
充电模式下动力电池组分布式主动均衡控制方法
充电模式下动力电池组分布式主动均衡控制方法随着新能源汽车的快速发展,动力电池组的均衡控制技术日益受到关注。
动力电池组中存在着不同的电池单体,由于电池单体之间受到使用环境和工艺制造水平的影响,导致了电池单体之间存在着电压和容量差异。
这种差异导致了电池组的性能下降,影响了整个电池组的性能和寿命。
如何在充电模式下实现动力电池组的分布式主动均衡控制成为了研究的热点。
动力电池组分布式主动均衡控制是指在电池组内部通过智能控制算法,实现各个电池单体之间的能量均衡,保证电池单体的电压和容量都在合理范围内,从而提高整个电池组的性能和寿命。
分布式主动均衡控制的方法主要包括动态均衡、静态均衡和混合均衡。
动态均衡是指通过动态调整电池单体之间的电压和容量差异,从而实现电池组内部的均衡。
动态均衡控制方法主要包括电池动态均衡控制策略和动态均衡控制器的设计。
电池动态均衡控制策略是指通过对电池单体之间的电压和容量进行实时监测和分析,并通过控制电池单体之间的能量转移实现均衡。
动态均衡控制器的设计是指根据电池组的工作状态和均衡要求,设计一种可靠的控制算法,实现动态均衡控制。
静态均衡是指通过调整电池组内部的连接方式和电流分布,实现电池单体之间的均衡。
静态均衡控制方法主要包括串联均衡、并联均衡和混合均衡。
串联均衡是指通过在电池单体之间串联电阻或者电容,实现电池单体之间的电压均衡。
并联均衡是指通过在电池单体之间并联电流源或者电容,实现电池单体之间的容量均衡。
混合均衡是指通过串联均衡和并联均衡的结合,实现电池单体之间的电压和容量均衡。
二、分布式主动均衡控制方法的技术难点虽然分布式主动均衡控制方法能够有效改善电池组的性能和寿命,但是在实际应用中仍然存在着一些技术难点。
主要包括以下几个方面:1. 均衡算法设计:动力电池组中的电池单体数量众多,不同电池单体之间的特性也存在差异,如何设计一种智能的均衡算法,实现对电池单体之间的均衡是一个难点。
2. 控制策略优化:在动态均衡控制中,需要考虑电池组的充放电过程以及电池组的工作状态,如何设计一种适应不同工况的控制策略是一个难点。
混合动力汽车电池管理系统的均衡策略分析
开发研究混合动力汽车电池管理系统的均衡策略分析张茜(广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院,广东广州511434)摘要:想要确保混合动力汽车电池组的长期稳定运行,需要注重控制好单体电池的实际应用效果,使其保持着良好的均衡性。
本文主要从混合动力汽车电池管理系统的均衡标准分析入手,重点提出了一些科学可行的均衡策略,为提升混合动力汽车的总体运行水平提供一定借鉴和参考。
关键词:混合动力汽车;电池管理系统;均衡策略1混合动力汽车电池管理系统的均衡标准全面有效提升混合动力汽车电池系统的总体应用效果,需要注重有效控制好电池管理系统,使其保持着良好的平衡性,在具体判断是否均衡的过程中,需要采用一定的判断标准。
(1)电池SOC。
其是用来反映电池剩余电量的,可以表示出电池的荷电状态,以此作为电池组均衡判断标准,需要设置相应的均衡目标,即电池组中各个单体电池SOC 的平均值。
实时监测好电池组充放电过程中各个单体电池的具体荷电状态,发现其中存在着电池和SOC相差较大的情况时,立即启动电池均衡系统开展管理工作,实现良好的均衡目标。
(2)电池电压。
只有当电池管理系统准确采集到电池电压数据时,才能够将电压作为均衡判断标准。
如果单体电池中的最大压差比阈值电压要大,汽车电池管理系统会启动均衡系统,发挥控制策略的优势和作用,使得各个单体电池电压都保持着基本相同的效果。
电池充电活动进行中,初期电池电压曲线斜率较大,充电速度也较为快速,而当充电即将到达满电状态时,电压总体的曲线斜率会逐渐变得平缓。
经过检测如果发现电池电压都存在着较大不同,积极启动均衡控制系统将可以使得个别电池保持着放电或者停止充电的状态,从而有效减少不同电池发生单独运行的情况,将能够更好延长电池组的使用寿命2混合动力汽车电池管理系统的均衡策略2.1有损均衡又被称为是被动均衡,实际运用过程中,针对电压较高的单体电池实施放电作业,从而将高电压电池和其他电池压差加以有效缩小,实现良好的均衡目标。
动力电池的电池包电量均衡与管理
动力电池的电池包电量均衡与管理随着电动汽车的普及,动力电池作为关键组成部分,其电池包的电量均衡与管理尤为重要。
本文将从电池包电量均衡的原理、管理方法以及未来发展趋势等方面进行探讨。
一、电池包电量均衡的原理电池包电量均衡是指在多个电池单体组成的电池包中,通过控制各个电池单体之间的电荷与放电,使得整个电池包中所有电池单体的电量保持一致。
这是确保电池整体性能稳定和寿命延长的关键。
电池包电量均衡的原理主要包括两方面:电荷均衡和放电均衡。
1. 电荷均衡:通过调节电流大小和方向,将电量较高的电池单体向电量较低的电池单体中补充电量,以达到均衡的目的。
2. 放电均衡:通过调节电流大小和方向,将电量较低的电池单体中的电量分摊到电量较高的电池单体中,以实现电量均衡。
二、电池包电量均衡的管理方法为了有效实现电池包电量均衡,我们可以采用以下几种管理方法。
1. 主动均衡:在设计电池管理系统时,通过预先设定电池单体的电压和电量上下限,采用主动的均衡措施来实现电量均衡。
例如,可以使用均衡器电路来监控电池单体的电压,并通过自动调整电流的方式实现电量均衡。
2. 被动均衡:在电池包的使用过程中,通过监测电池单体的电压和电量,当出现不均衡时,采取被动的均衡措施来调整电池单体之间的电量差异。
例如,可以采取外部负载的方式将电量较高的电池单体进行放电,以实现电量均衡。
3. 智能均衡:结合先进的电池管理系统和智能控制算法,通过对电池包中各个电池单体的状态和工作特性进行实时监测和预测,以智能化的方式实现电池包电量的均衡管理。
三、动力电池包电量均衡与管理的挑战与未来发展趋势在实际应用中,动力电池包的电量均衡与管理面临着一些挑战,如电池单体之间的不均匀老化、电池温度差异等。
针对这些挑战,未来的发展趋势主要包括以下几个方面。
1. 新型均衡技术的研究:通过引入新型的均衡技术,如基于能量存储的均衡技术、基于电容器的均衡技术等,可以改善电池包电量均衡的效果。
电动汽车动力电池均衡方法研究
电动汽车动力电池均衡方法研究一、引言随着环境污染日益严重,电动汽车因其在环保方面的优势逐渐受到全球的关注。
电池作为电动汽车的核心部件,其性能直接影响到车辆的性能和安全性。
然而,在实际使用中,由于电池组中各电池的特性差异、充放电条件的不同等因素,电池组的性能会逐渐降低,影响车辆的运行。
因此,对电动汽车动力电池的均衡方法进行研究,对于提高电池组的使用寿命和性能具有重要意义。
二、动力电池均衡的必要性电动汽车的动力电池组由多个单体电池组成,每个单体电池的性能都会存在一定的差异。
在充放电过程中,各单体电池的电量消耗速度、充电速度等也会有所不同,导致电池组的不均衡现象。
长时间的不均衡使用,会使某些电池出现过充、过放等问题,不仅影响电池组的使用寿命,还可能引发安全问题。
因此,对动力电池进行均衡控制是十分必要的。
三、动力电池均衡方法1. 被动均衡:这种方法主要通过在电池组中增加电阻或电容等元件,将高电压或高温度的电池能量转移到整个电池组中,实现电池组的均衡。
这种方法简单易行,但会增加电池组的内阻,降低能量传输效率。
2. 主动均衡:这种方法通过特定的电路或控制器,将高电压或高温度的电池能量转化为其他形式的能量,再分配给整个电池组。
这种方法能够有效地实现电池组的均衡,但电路和控制器的设计较为复杂。
3. 优化充电策略:通过优化电池组的充电策略,实现电池组的均衡。
例如,可以采用分阶段充电法,将充电过程分为多个阶段,每个阶段采用不同的电流和电压,以实现对电池组的均衡充电。
4. 电池管理系统的应用:通过电池管理系统(BMS)对电池组的运行状态进行实时监控和控制,可以有效地实现电池组的均衡。
BMS可以根据电池组的运行状态和各单体电池的性能差异,对电池组的充放电过程进行智能控制,以实现电池组的均衡。
四、结论电动汽车的动力电池均衡方法对于提高电池组的使用寿命和性能具有重要意义。
被动均衡、主动均衡、优化充电策略以及电池管理系统的应用等都是有效的动力电池均衡方法。
锂离子动力电池的智能均衡控制策略研究
Ke y wo r d s : Ba t t e r y e q ua l i z a t i o n; Fu z z y l o g i c c o n ro t l ; LM o n ba t t e y r
C L C N O. : U 4 6 9 . 7 2 Do c u me n t C o d e : A A r t i c l e I D: 1 6 7 1 - 7 9 8 8 ( 2 0 1 3 ) 0 9 - 一
Abs t r a c t : An i n t e l l i g e n t ba t t e r y e q ua l i z a t i o n s c he me b a s e d o n f uz z y l o g i c c o n t r o l i s p r e s e n t e d t o a d a p t i v e l y
汽 车 实 用 技 术 设 计 研 究
AU TO MO BI LE AP PLI E D T EC HN OL O GY
2 0 1 3 年 第9 期
201 3 N0.9
锂 离子动力 电池 的智能均衡控制策 略研究
何 亮
( 中北 大 学 机 电工程 学 院 ,山西 太原 0 3 0 0 5 1 )
Re s e a r c h o f An I n t e l l i g e n t Eq u a l i z a t i o n Co n t r o l S t r a t e g y o f Li - I o n
动力电池的电池管理算法与优化策略
动力电池的电池管理算法与优化策略电力电池的电池管理算法与优化策略随着电动汽车的兴起和发展,动力电池作为电动汽车的核心部件之一,其管理算法和优化策略的研究日益重要。
本文将分析动力电池的特性和需求,并介绍一些常用的电池管理算法和优化策略。
一、动力电池的特性与需求动力电池是电动汽车的能量来源,其特性和需求直接影响着电动汽车的性能和续航里程。
动力电池的特性主要包括能量密度、功率密度、充放电效率以及循环寿命等。
而电池的需求则体现在电池的充放电过程中,对功率、电流和温度等方面的要求。
因此,为了优化电动汽车的性能和续航里程,必须对动力电池的特性和需求进行合理的管理与优化。
二、常见的电池管理算法1. 最大功率点追踪算法最大功率点追踪算法是一种优化电池充放电过程中功率输出的方法。
通过实时跟踪电池功率输出的最大值,确保电池能够提供最佳的功率输出。
常见的最大功率点追踪算法有P&O算法、微分演化算法等。
2. SOC估计算法SOC(State of Charge)是指电池的充电状态,它是指示电池剩余电量的重要参数。
SOC估计算法通过对电池进行电流和电压的监测,利用数学模型来估计电池的剩余电量。
常见的SOC估计算法有卡尔曼滤波算法、扩展卡尔曼滤波算法等。
3. SOH估计算法SOH(State of Health)是指电池的健康状态,它是衡量电池寿命的重要指标。
SOH估计算法通过监测电池的内部电阻、容量衰减等参数,来评估电池的健康状态。
常见的SOH估计算法有Ah积分法、数值滤波法等。
三、电池管理的优化策略1. 电池均衡策略电池均衡策略是为了解决动力电池在充放电过程中容量不均匀问题而提出的。
通过实时监测电池的单体电压和容量,在充放电过程中对电池进行均衡操作,从而延长整个电池组的寿命和提升电动汽车的续航里程。
2. 充放电功率分配策略充放电功率分配策略是为了在满足动力电池需求的前提下,最大限度地提升电动汽车的性能和续航里程而设计的。
动力电池组充电过程中主动均衡策略研究_概述说明
动力电池组充电过程中主动均衡策略研究概述说明1. 引言:1.1 概述随着电动汽车的不断发展和普及,对于动力电池组充电技术的研究也日益引起人们的关注。
在动力电池组的充电过程中,由于各个单体电池之间的差异性和使用后老化程度不同,容易出现单体之间不均衡的情况。
这种不均衡状态可能导致充电效率低下、寿命缩短甚至是安全隐患等问题。
因此,针对动力电池组充电过程中存在的主动均衡问题进行研究具有重要意义。
1.2 文章结构本文旨在探究动力电池组充电过程中的主动均衡策略,并提供针对该问题的解决方案。
文章结构主要分为五个部分:引言、动力电池组充电过程中主动均衡策略研究、主动均衡策略设计与优化方法、实验验证与性能评估以及结论与未来工作展望。
1.3 目的本文旨在综述和总结动力电池组充电过程中主动均衡策略的研究现状,探讨相关问题,并设计与优化合适的主动均衡策略。
通过实验验证和性能评估,提供可行的解决方案,并给出对未来工作的展望。
本文旨在为动力电池组充电过程中主动均衡策略研究提供有价值的参考和启示。
2. 动力电池组充电过程中主动均衡策略研究2.1 充电过程概述在动力电池组的充电过程中,由于不同单体之间的不均衡性质,充电后会导致容量差异扩大,进而降低整个电池组的性能和寿命。
因此,开发一种有效的主动均衡策略对于确保电池组的正常运行和延长其使用寿命至关重要。
2.2 主动均衡策略的定义和原理主动均衡策略是通过控制充电过程中各个单体之间的能量转移来实现容量均衡。
其原理是在充电开始前为每个单体分配一个目标值,并根据实时监测到的单体SOC(State of Charge)情况进行控制操作,将能量从SOC较高的单体转移到SOC较低的单体,以达到最终所有单体SOC趋近于目标值并保持在一个合适范围内的效果。
2.3 相关研究现状和问题当前针对动力电池组主动均衡策略研究已经取得了一定进展。
一些传统方法如平均模型策略和传统均衡策略已经被提出并应用于实践中,但存在一些问题。
纯电动汽车动力电池均衡的方法
纯电动汽车动力电池均衡的方法
纯电动汽车动力电池均衡是指通过控制电池单体之间的电荷和放电过程,使得所有电池单体之间的电荷状态保持相对均衡,从而提高整个电池系统的性能和寿命。
以下是几种常见的纯电动汽车动力电池均衡的方法:
1. 被动均衡:这是一种较简单的电池均衡方法,通过在充电和放电过程中,选取电池电压最低的单体进行优先充电或放电,从而实现对电池单体之间电荷状态的均衡。
但是,这种方法需要控制系统能够实时监测每个电池单体的电压,并能够实时调整充放电状态,因此需要较为复杂的电池管理系统。
2. 主动均衡:这是一种较为复杂的电池均衡方法,通过在电池单体之间增加电流通道,并利用适当的电路控制方式,使电流在电池单体之间流动,从而实现电荷状态的均衡。
这种方法需要较为复杂的硬件和电路设计,并需要实时监测电池单体的电压和电流信息,并根据实际情况调整电流通道的开关状态。
3. 外部辅助均衡:这是一种常用的电池均衡方法,通过在电池单体之间增加外部辅助设备,如均衡器或均衡模块,通过控制电池单体之间的电流流动,实现对电池单体之间电荷状态的均衡。
这种方法相对简单且成本较低,但需要额外的设备和电路设计,同时会增加整个电池系统的体积和重量。
综上所述,纯电动汽车动力电池均衡的方法各有优劣,需要根据实际情况选择适合的均衡方法。
在实际应用中,常常会综合
运用多种均衡方法,通过不同的方式控制电池单体之间的充放电,以保证电池系统的性能和寿命。
电动汽车动力电池均衡控制策略
2018(6)_____________________汽车工ig师_____________FOCUS踊關Design-Innovation摘要:在电动汽车的发展过程中,动力电池组的各单体电池之间存在差异性。
通过对动力电池产生不一致性原因的分析,得 出了主动均衡和被动均衡2种策略。
对这2种均衡策略的原理和电路图进行分析比较,得出了更贴近实际、更具有实用性的 动力电池均衡策略。
指出了动力电池管理系统中电池均衡策略的发展方向,以及对电池均衡策略和电池管理系统进行研究 的重要性。
关键词:电动汽车;动力电池;不一致性;电池均衡Research on Balanced Control Strategy of Electric Vehicle Power Battery Abstract:In the development of electric vehicle, the difference between every single cell of power battery pack was found. By analyzing the causes of the inconsistency of power battery, two strategies of active equalization and passive equalization are obtained. The principle and circuit diagram of these two equalization strategies are analyzed and compared. Finally, a more practical power battery equalization strategy is obtained. It also points out the development direction of battery balance in power battery management system and the importance of the research on battery equalization strategy.Key words :Electric vehicle; Power battery; Inconsistency; Battery equalization在电动汽车中,动力电池组由单体电池串并联组 成,以保证电动汽车对电压和容量的使用需求[1]。
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BMS均衡管理主要分为被动均衡(有损均衡)和主动均衡(无损均衡)。
电池模组中,随着使用每个电池单体的容量会产生差异性,容量大的总会浅充浅放,容量小的总会过充过放,造成容量大的衰减慢,寿命长,容量小的衰减快,寿命短,最终导致电池模组的寿命缩短。
均衡的目的则是减少这种差异性,保持电池的一致性。
一、被动均衡:
通过能量消耗,限制电压最高的电池单元的充电电流,来实现和电压较低的电池单元的充电平衡。
特点:控制简单,电路体积小,浪费能量。
一种被动均衡策略:
1、均衡只有在充电状态才开启(主机下发充电状态);
2、均衡只有在受到主机下发的均衡开启命令时才开启;
3、如果从机与主机通讯中断立即关闭均衡;
4、从机的最低电压大于2.7V;
5、需要开启均衡的电池其电压需大于均衡开启电压3.55V(可配);
6、从机需均衡的单体与该从机最低电压的差值必须大于均衡开启最小压差
(20mv可配);
7、从机单节电池需要开启均衡的单体电压与该从机所有电池最低电压的电压
差值必须小于开启最大压差(800mv可配)才能开启均衡;
8、电池组最高温度必须小于开启最高温度才能开启均衡;
9、电池组未出现过充状态。
以上条件需同时满足;
如果从机配置为整体均衡,且主机下发均衡参考电压(默认为平均电压),则将上述策略的从机所有电池最低电压换成主机下发的参考电压(程序默认使用整体均衡)。
二、主动均衡:
通过能量补充,补充电压最低的电池单元的充电电流,来实现和电压较高的电池单元的充电平衡。
特点:需从外部补充能量,给BMS供电的DCDC功率要大;
一种主动均衡策略:
1、均衡只有在收到主控模块下发的均衡开启命令和充电信号室内才开启,连续
10秒接收到开启命令和充电信号才开启均衡;
2、如果从机与主机通讯中断(判断本从机与主机中断延时30S±5S)立即关闭
均衡;
3、从机的开启均衡最低电压必须大于均衡开启电压2.8V(可配置),持续5S;
4、采集模块电池最低电压与从控所有电池最高的电压差值在800mv(可配)和
20mv(可配)之间,且持续5S,才开启均衡;
5、电池组需均衡的单体电压小于单体过充保护值;
6、电池组最高温度低于开启最高温度才能均衡;
7、电池组未出现过充状态。
以上需同时满足;
均衡路数课配置,每个采集模块最大路数限制在2路;
如果从机配置为整体均衡,且主机下发均衡参考电压(默认为平均电压),则将上述策略的从机所有电池最高电压换成主机下发的参考电压(程序默认使用整体均衡)。
均衡变量:
开路电压OCV→主要采用方式
工作电压、SOC、剩余可用变量
均衡方式:
被动均衡→固定分流电阻、开关型分流电阻
主动均衡→电容、电感、变压器、变换器。