串联动力蓄电池充放电均衡控制研究

《串联动力蓄电池充放电均衡控制研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、串联动力蓄电池充放电均衡控制研究孟彦京杨凡吴辉陕西科技大学电气与信息工程学院摘要：动力蓄电池的实际使用寿命与理论循环寿命总是有很大的区别，为了延长动力蓄电池的使用寿命，针对现有均衡控制方案的不足，论文提出一种基于双向半桥DC/DC电路的蓄电池充放电均衡控制方案，该方案具有均衡速度快，效率高，可以有效的延长电池组的寿命等优点.在MATLAB软件上进行了仿真分析，结果证明该均衡控制方案达到了预期效果.关键词：动力蓄电池;充放电控制;均衡控制;作者简介.•孟彦京(1956-),男，陕西西安人，教授，博士，研究方向：电力电子技术与电力传动收稿日期：2017-06-18基金：国家自然科学基金项

2、B(51577110)ResearchofseriespowerstoragebatterychargeanddischargeequalizationcontrolMENGYan-jingYANGFanWUHuiCollegeofElectricalandInformationEngineering，ShaanxiUniversityofScience&Technology;Abstract：Theactuallifeandtheorycirclelifeofpowerbatteryalwayshastheverybigdifference.Inordertoprolongthes

3、ervicelifeofpowerstoragebattery,aimingatthedeficiencyoftheexistingequilibriumcontrolscheme,thebatterycharginganddischargingbalancecontrolschemebasedonatwo-wayhalfbridgeDC/DCcircuithasbeenputforwardinthispaper.Thegreatadvantagesofthisequilibriumcontrolschemearebalancingwithfastspeed,highefficien

4、cyandwhichcaneffectivelyprolongbatterylife.TheschemeissimulatedontheMATLABsoftware.Theresultsshowthattheequilibriumcontrolschemeachievesthedesiredeffect.Keyword：powerstoragebattery;chargeanddischargecontrol;equilibriumcontrol;Received：2017-06-180引言同一规格、同一型号的电池单体申并联组成的电池组中，由于制造工艺的偏差，单体电池的容量、内阻、自

5、放电效率等不可能完全一致［1，2］，因此单体之间的差异总是存在的.以容量为例，电池组中流过相同的电流，相对而言，容量小的单体可接受充放电电流小，容量大的可接受充放电电流大［3,4］，因此，容量大者总是处于小电流浅充浅放，容量衰减缓慢、寿命延长，而容量小考总是处于大电流过充过放，容量衰减加快、寿命缩短，两者之间的性能参数差异越来越大，形成正反馈特性，小容量单体提前失效，组寿命缩短.因此电池组充放电过程中单体的动态均衡控制是非常重要的.0前进行电池均衡的方法比较多，主要分为耗散型和转移型均衡控制［5-10］，其基本是以单体的电压为对象进行均衡控制的.耗散型是对电池组屮具有较高电压的单体通

6、过均衡电阻以热的形式消耗掉多余的能量，该方法简单易于实现，但是当组中单体数目较多时，产生的热不能及时散出，组温度上升，严重时甚至会危害到人身安全，且该方法会产生较大的能量损耗，电池能量利用率低，因此一般只应用于串联电池少，需求均衡功率较小的场合.转移型均衡控制［7-9］则是利用电容、电感、变压器线圈等做为储能转移器件来实现能量均衡的.双向无损动态均衡控制策略利用电感作为电能转移的中间环节，实现了组内单体电压的均衡控制，但是该方法仅限于在相邻的电池单体之间进行能量传递，当电池组中串联单体较多，组中电压比较高的单体与电压低的单体电气距离较远时，能量在传递过程屮必然存在较大的损耗，并且需要

7、较长的均衡时间.能量双向转移型均衡控制实现了不相邻单体电池之间的能量流动，但是其控制方案中用了较多的变压器，增加了其控制系统能量的成木和损耗.针对以上均衡控制策略所存在的问题，本论文提出了一种新的针对串联动力蓄电池组中单体能量的均衡控制方案并进行了仿真研宄.1动力蓄电池能量均衡控制方案本设计所提出的均衡控制方案是利用双向半桥DC/DC变换器Uil来实现6节串联单体在充放电过程中能量的转移，从而使个蓄电池组中各单体的电压基本一致.1.1串联蓄电池能量均衡功率