基于耦合绕组的锂电池组主动均衡方案研究

针对锂电池组在充放电过程中出现能量不一致的问题,采用传统的Buck-Boost均衡电路和Flyback均衡电路的均衡方法,提出一种可减小电路尺寸、提高均衡速度和均衡效率的基于耦合绕组的新型主动均衡电路。通过对耦合绕组的选择性充放电,会有三种不同的工作模式来实现单体之间的能量转移,并调节PWM驱动信号占空比来提高均衡器的工作效率。在均衡控制策略方面,根据锂电池开路电压(OCV)与荷电状态(SOC)之间的一一对应关系,提出了基于电压和SOC双变量的均衡控制策略,主要是通过电压快速均衡和修正均衡以及SOC均衡阶段同时实现电压均衡和SOC均衡,更加合理地保证电池组动态性能一致。实验结果表明,该方案可以减少电池组的均衡时间,并且降低了能量损耗,提高了均衡效率,使电池组的整体性能达到最优状态。

基于幅值平方相干谱的电池故障诊断方法

针对锂离子电池故障诊断中存在测量噪声等不确定因素的问题,提出一种基于幅值平方相干谱的电池故障诊断方法。该方法的流程为:首先建立电池的二阶RC等效电路模型,进行参数辨识;然后用正弦电流激励电池模型和实际电池系统,分别获得电池模型和实际系统的频率响应,引入幅值平方相干函数和动态阈值对电池进行评估;判断存在故障后,采用多故障模型的方法生成特定故障的发生概率,确定发生故障的类型,进一步完成故障隔离。以单体锂离子电池为研究对象,设计过充过放实验进行验证,结果表明,与传统方法相比,过充和过放故障误检率分别降低了67%和63%;最后在实际电池系统中验证所提出方法的有效性。