磷酸铁锂电池组均衡控制策略及荷电状态估计算法

《磷酸铁锂电池组均衡控制策略及荷电状态估计算法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2015年1月电工技术学报Vol.30No.1第30卷第1期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYJan.2015磷酸铁锂电池组均衡控制策略及荷电状态估计算法冯飞宋凯逯仁贵魏国朱春波（哈尔滨工业大学电气工程学院哈尔滨150001）摘要电池组在使用的过程中，由于温度场分布不均匀以及库伦效率的差异，各单体间的剩余容量将会出现不一致性，这将会降低电池组的容量。为了提高电池组的性能，本文提出了以热力学荷电状态（thermodynamic-SOC，t-SOC）

2、作为均衡判断依据，动力学荷电状态（kinetic-SOC，k-SOC）作为均衡控制依据的均衡控制策略。针对电池组在均衡前/后处于不同的状态提出电池组不均衡/均衡状态SOC估计算法。最终通过实验验证了电池组在不同状态下SOC估计的精度，并且根据所提出的均衡控制策略对电池组进行均衡，实现了较好的均衡效果。关键词：均衡控制策略SOC估算电池组磷酸铁锂中图分类号：TM912.6EqualizationControlStrategyandSOCEstimationforLiFePO4BatteryPack

3、FengFeiSongKaiLuRenguiWeiGuoZhuChunbo（HarbinInstituteofTechnologyHarbin150001China）AbstractDuetothedifferenttemperaturegradientsandcoulombefficiencies,theremainingcapacitybetweencellswillbeinconsistencies,whichresultsinthedecreaseofthecapacityofbatte

4、rypack.Inordertoimprovetheperformanceofbatterypack,anequalizationcontrolstrategy,whichisbasedont-SOCdecisionandk-SOCcontrol,isproposed.Moreover,SOCalgorithmofbatterypackatbalanced/unbalancedstateisproposed.Finally,theaccuracyofSOCestimationhasbeenver

5、ifiedatbalanced/unbalancedstate.Theresultsindicatethatourmethodcanprovideeffectiveequalization.Keywords：Equalizationcontrolstrategy,SOCestimation,batterypack,LiFePO41引言然而，关于均衡控制策略方面的研究相对较少。目前常用的均衡控制策略有以下几种：大量的电池单体需要以串联和并联的方式来满（1）电压均衡，在均衡过程中实时测量电池的足大功

6、率和高能量的应用需求，例如：纯电动汽车端电压，根据端电压的高低控制均衡电路工作。该（EV）、混合动力车（HEV）和插电式混合动力车方法的目标是串联电池组中所有单体电压达到一（PHEV）。而伴随电池组的使用，各单体间的剩余容致。但是考虑到电池内阻的不一致性，以端电压作量将会出现不一致性，这将迅速降低电池组的容量，[4-6]为均衡的依据就容易出现过均衡。导致车辆续驶里程下降。因此电池组在使用过程中（2）荷电状态（State-Of-Charge,SOC）均衡，需要配备均衡系统以提高其性能。目前，研究人

7、员该方法的目标是使电池组中所有单体SOC达到一[1-3]对不同的均衡电路拓扑结构进行了大量的研究。致。虽然复杂的SOC估计算法可以在一定程度上保[7-9]证精度，但对均衡控制器的计算能力要求较高。国家高技术研究发展计划（863计划）（2012AA111003），国家电（3）容量均衡，容量不同的单体串联成电池组，网公司总部科技（黑电科信[2013]384号）和国家自然科学基金（51277037）资助项目。均衡器根据每一节电池的容量调整均衡电流，该方收稿日期2014-03-07改稿日期2014-07

8、-28法的均衡目标是使得电池组的实际可用容量最大第30卷第1期冯飞等磷酸铁锂电池组均衡控制策略及荷电状态估计算法23化。该方法同样需要准确的SOC估计，并且对均衡式中，标称容量Crated为以标称倍率（例如，1/3C）[10]电路的稳定性和可靠性要求较高。电流将满充状态电池完全放电时所放出的容量；标SOC是电动汽车应用的重要参数之一。电池组称可释放容量Creleasable为以标称倍率电流将正在工rated的SOC不仅可以为驾驶员提供车辆的剩余里程信作的电池完全放电时可释放出的容量。息并且还是整