动力锂电池组均衡方案研究综述.pdf

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1、望堡!竺!g竺竺垒竺垡竺竺兰竺g垫兰垒呈璺坐．，，—，，，，，，竺，：：：，!，：：：：竺兰』垒。动力锂电池组均衡方案研究综述李晓霖；方沂(天津职业技术师范大学汽车与交通学院，天津300222)摘要：动力锂电池组的不一致性严重影响了电池的使用寿命，为了解决该问题，动力电池的技术在不断发展。本文阐述了多种动力锂电池组均衡方案，并根据不同标准进行了分类，并逐一介绍、对比、总结。关键词：动力锂电池组；均衡方案；主动均衡1电池均衡的判断标准随着对均衡研究的深入，电池均衡的判断标准大致可分为三类，分别是：以电池容量为标准、以荷电状态为标准以及以电池电压为标准

2、。容量是描述锂电池的重要指标，它是指电池在一定条件下所能给出的电量，均衡的标准就是指改善各单体电池实际容量的不一致性。但由于电池自身因素，如温度、自放电等，想要实时检测电池的实际容量是很困难的，所以以容量为标准很难实现。荷电状态(SOC)的经典定义为，电池中剩余电量电荷的可用状态，一般以百分比表示，是电池的另一个重要指标。但由于建立电池模型过程比较复杂，；隹确估算SOC目前仍为研究难题，因此该标准也很少被采用。用电压作为标准，必须要准确检测出电池电压，而目前电池电压检测的技术已相对完善，且有大量芯片可供选择。因此，以电压为均衡标准，被普遍采用，也是

3、本文选取的判断依据。2电池均衡方法随着均衡技术的不断发展，出现了多种多样的均衡电路。均衡控制管理按照均衡电路的拓扑结构可分为：集中式和分布式。集中式结构是指通过一个均衡器来控制整个电池组以实现均衡：分布式结构则是：通过为每个单体电池都配备一个均衡模块的方式来实现均衡：按作用过程可将均衡电路分为：充电均衡、放电均衡以及双向均衡。充电均衡，即在充电过中实现各单体电池间的均衡：放电均衡，即在放电过程中实现电池单体之间的均衡：双向均衡则结合了充放电均衡方案的优势，在充放电过程中同时引入均作者简介：李晓霖(1990一)，女，硕士研究生。衡：按照能量消耗的情况

4、可分为：耗散型均衡和非耗散型均衡，也可称为被动均衡和主动均衡。2．1耗散型均衡耗散型均衡，是指利用并联电阻将能量较高的单体电池的能量耗散掉，以实现均衡。刘兴涛等人提出了一种基于模拟信号控制的电阻分流式均衡方法，通过电流比较器及电压比较器来控制电阻分流电路。耗散型均衡控制逻辑简单，硬件方面实现容易，成本较低。但这种方案存在能量消耗与热管理问题，严重的可能形成安全隐患，因此不再作为研究的重点。2．2非耗散型均衡非耗散型均衡是指利用电容、电感等中间储能元件以及开关元件，将能量由高能量电池转移到低能量电池，从而实现均衡的方案。开关电容法、开关电感法以及变压

5、器法是非耗散型均衡中的典型方法。电容式均衡以电容为中间储能媒介，通过控制开关的开闭实现高电压电池与低电压电池间的能量转移。基于该思路又发展出了多飞度电容均衡和单飞度电容均衡。多飞度电容均衡能够实现各个单体电池间的能量转移，结构简单，易于实现，均衡速度快；单飞度电容均衡能够实现能量从电压值最高的单体电池转移到电压最低的单体电池中，工作效率较高，损耗小。电感式均衡方案将电感用作中间储能元件，通过开关元件开闭来实现能量在相邻单体电池间的转移，转换效率较高。buck—boost变换器式均衡也属于电感式均衡。在此基础上，衍生出了一种PWM控制的电感式均衡策略

6、【l】。该方案中MOSFET管由PWM信号控制，通过调整信号的占空[5】胡明明，陈庆樟，许广举．汽车怠速起停系统研究进展【J】．常熟理工学院学报(自然科学)，2013，27(2)：79—82．【6]李玉茂．混合动力汽车概述【J】．汽车维修与保养，2013(10)：66—69．[7]KazumaOkuda，YasuyukiKomatsu，ShigeruAoki，etc．ResearchoflowtensionISGBelt-drivesystemforIdlingStopSystem[C]．The13thInternationalPacificCon

7、ferenceonAutomotiveEngineering，2005，1：238—243．[8]AdebukolaOlatunde，J．W．Zu．Optimizationoftwintensionerperformanceinabelt-drivenintegratedstarter-generatorsystemformicro-hybrids[C】．ProceedingsoftheASME2009InternationalDesignEngineeringTechnicalConferences＆ComputersandInformation

8、inEngineeringConference，2009，8：95l一957．【9】周宇星，朱军．荣威750混合动力系统开