动力电池组移位选通均衡充电方案设计.pdf

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1、技术DOI：10．3969／j．issn．1009-9492．2015．08．029动力电池组移位选通均衡充电方案设计陈曦，何志杰(福建师范大学物理与能源学院，福建福州350117)摘要：提出了一种动力电池组移位选通均衡充电系统，该系统为每节电池配备一个选通充电模块。电池管理系统通过控制选通充电模块，增大充电慢的电池的充电电流，加快其充电速度，实现动力电池组的均衡充电。选通充电模块采用移位选通的控制方式，使控制电路结构简单，便于扩展。实验表明，采用该系统，充电结束时电池端电压仅相差50mV且没有过充

2、电，达到电池组均衡充电的目的。关键词：均衡充电；移位选通；动力电池组中图分类号：TM910．6文献标识码：A文章编号：1009—9492(2015)08—0106一o3ResearchonShiftGatingEqualizationChargingSystemforPowerBatteryPackCHENXi．HEZhi—iie(CollegeofPhysicsandEnergy，FujianNormalUniversity，Fuzhou350117，China)Abstract：Thispape

3、rpresentsashiftgatingequalizationchargingsystemforpowerbatterypack．Eachcellisequippedwithagatingchargingmoduleinthissystem．Inordertomakeanequalizationchargingforpowerbatterypack，batterymanagementsystemcontrolgatingchargingmodule，increasingthechargingcu

4、rrentofthebatterywhichischargingslowly，acceleratingthechargingspeed．Gatingchargingmoduleusingtheshiftgatingcontrolmode，thiscontrolcircuitstructureissimpleandeasytoexpand．Experimentsshowthatusingthissystem，whenchargingiscompletedthebatteryterminalvoltag

5、edifferenceisonly50mVandnoovercharging，thepowerbatterypackachievinganequalizationchargingpurposes．Keywords：equalizationcharging；shiftgating；powerbatterypack0前言1基本原理由于日益严重的环境与能源问题，节能环保电动汽车动力电池组单体电池性能不一致性的电动汽车是未来汽车的重要发展方向。电动汽的解决难点在于各单体电池是串联连接的。在电车一般由多节大容

6、量锂电池串联成动力电池组为池组充电与放电时，各节电池流过的电流是相同其提供能量来源，而电池组中各节电池性能的不的。目前，大部分的均衡充放电方案是将能量多一致，是制约电池组容量和寿命的关键因素，严的单体电池的能量转移到其它能量少的单体电池重影响电动汽车的发展】。因此，对动力电池组进或公用储能模块。这种方案将能量在电池问进行均衡充放电是电池管理系统的关键部分。行转移，降低了均衡效率，同时也增加了控制系目前，已有许多研究人员提出了均衡充放电统的复杂性。因此，本文提出了一种动力电池组的方案，主要分为能量消耗

7、型和能量转移型。前移位选通均衡充电方案，采用选通充电的方式对者能量损耗大，不适用于动力电池组；后者拓扑充电慢的单体电池进行补充充电，加快单体电池结构复杂，不利于在电动汽车中应用，因此，本的充电速度，从而提高电池组整体的充电速度。文提出了一种动力电池组移位选通均衡充电的方各单体电池的荷电状态采用电压法进行估算，电法。池管理系统根据各单体电池的荷电状态控制选通收稿日期：2015—05—14二二二陈曦等：动力电池组移位选通均衡充电方案设计充电模块工作，实现电量多的电池充电电流小，其他选通充电模块的变压器没

8、有工作，电流经过电量少的电池充电电流大，从而达到良好的均衡光电继电器、、⋯、流向开关管Q，则充电效果。开关管Q、反激变压器、二极管D共同构成2拓扑结构了一个反激式开关电源，给电池。提供额外的充本文提出的动力电池组移位选通均衡充电系电电流。其原理如图1所示，流过电池B。的充电统的拓扑结构相比传统能量转移型的拓扑结构简电流大于其他电池的充电电流，加快了电池B的单，并且具有可扩展性，如图1所示。充电速度，最终达到均衡充电的目的。3移位选通方案设计光电继电器常见的控制方法为I