基于AR-ECM平均差异模型的串联电池组SOC、容量多尺度联合估计方法

考虑电池单体老化差异所致的电池组不一致性,针对串联电池组荷电状态(state of charge,SOC)、容量估计问题,提出一种基于自回归等效电路模型(autoregression equivalent circuit model,AR-ECM)的平均差异模型(mean-difference model,MDM)。基于此模型,提出串联电池组SOC、容量多尺度联合估计算法。该算法由2个部分组成,一是基于AR-ECM的MDM及差异化模型参数辨识策略:条件辨识策略和定频分组辨识策略;二是基于多时间尺度H无穷滤波(multi-timescale H infinity filter,Mts-HIF)的电池组SOC、容量联合估计算法。通过将所提出MDM中的自回归平均模型(autoregression mean model,AR-MM)与传统MDM中的n阶RC平均模型(nRC mean model,nRC-MM)比较,结果表明所提出的AR-MM在复杂运行工况下具有更优的动态跟随性能。依据最小化信息量准则(akaike information criterion,AIC),AR-MM具有更优的复杂度与精度的权衡。通过与基于多时间尺度扩展卡尔曼滤波(multi-timescale extended Kalman filter,Mts-EKF)联合状态估计算法比较,结果表明所提出的Mts-HIF状态估计算法具有更优的鲁棒性、精度和收敛速度。

串联电池组电感电容储能主动均衡方法

提出一种基于电感电容储能的串联电池组主动均衡方法,利用一个电感实现高电量单体的放电均衡,一个电感电容串联电路实现低电量单体的充电均衡,均衡能量可以在任意单体和电池组间转移。首先阐述新型均衡方法的拓扑结构、均衡原理及参数设计过程,建立与拓扑结构相适应的控制策略;通过搭建仿真模型,与同样基于电感电容储能的均衡方法进行对比分析,验证新型均衡方法均衡速度及均衡效率的特点,并分析新型均衡方法拓扑结构较为显著的成本优势;最后以四单体构成的串联电池组为例,通过搭建实验平台验证了电池组充电过程、放电过程及动态过程新型均衡方法的有效性。

串联电池组并行均衡管理研究与应用

基于串联电池组最大可用容量分析,研究并行均衡方式的可行性及影响因素,应用脉宽调制技术控制均衡电流,通过均衡与采集线缆分时复用技术,确保串联电池组均衡的一致性,并通过试验验证和工程化应用。

串联电池组电压测量的新方法

本文提出了一种以运算放大器和MOSFET管相结合的串联电池组测量电压的新方法,相对于目前的电压测量电路具有电路简单、测量精度高以及温度漂移小的优点。针对目前应用广泛的10串锂离子电池组设计了电压测量电路,结合光电继电器使测量电路对电池组的一致性影响非常小,且功耗低。文中详细分析了电路的工作原理以及各参数对测量精度的影响,实验证明此电路随温度的变化电压漂移很小。

串联电池组电池电压测量方法的研究

本文在比较分析各种电池电压测量方法的基础上 ,提出了一种集成运算放大器和模拟电子开关组成的新的测量方法—直接采样法 。

一种电动汽车串联电池组主动均衡器的设计和实现

针对电动汽车串联电池组长期充放电引起的电池组容量不均衡、电池组整体性能下降的问题,结合开关电源和同步整流技术提出一种电池均衡拓扑和方法。根据串联电池组单体剩余电量(SOC)分布选定需要均衡的电池单体,确定所需均衡时间和均衡结束条件。分析以正激变换器为主体的均衡器工作模式,得到能量转移方程。利用同步整流技术将二极管替换为开关管来减少能量损失。对实验数据分析的结果表明:均衡器能够根据电池单体SOC确定需要均衡的单体,计算均衡时间,实现电池组内任意单体之间的能量传递。与现有方法的比较结果验证了所提出均衡拓扑的可行性和缩短均衡时间方法的有效性。

串联电池组电压测量方法的研究

提出一种串联电池组电压测量新方法:光电继电器取代机械继电器选通各节电池电压;抗共模电压电路取代隔离放大器抵消测量端的共模电压;用双AD526实现数字量设定8档电压放大倍数。根据测得的各节电池的电压曲线,选择性能相近的电池组成优化的串联电池组。该系统已经应用于清华大学微小卫星电池性能的评估和优选。

串联电池组有源均衡拓扑结构综述

有源均衡技术是近年来动力型串联储能系统能量均衡技术研究的热点,拓扑结构种类繁多,功能各异。分别从集中式均衡拓扑结构和分布式均衡拓扑结构两个方面展开分析,从均衡效率、均衡速度和系统的复杂程度三个方面对其进行评价,同时讨论了其各自的适用场合。综合当前串联电池组均衡研究有待解决的问题,对其发展趋势进行了展望。

串联电池组的SOE估算方法

针对基于剩余容量的电池使用能力描述方法不能线性对应车辆行驶里程的问题,分析了电池充放电能量的计算方法和影响因素,通过建立单体电池能量状态(State Of Energy,SOE)的定义和估算方法,提出了电池组最大可用能量的概念和串联电池组SOE估算方法,为纯电动汽车行驶里程的准确估算和串联电池组均衡维护提供理论依据.

串联电池组充电模式研究

针对基于电池组端电压的传统充电模式因不能实时有效地检测到各单只电池的状态而导致部分单只电池出现严重过充电,使得电池组寿命严重缩短甚至出现安全隐患的现象,提出了电池管理系统和充电机协调配合的充电模式,该模式通过电池管理系统和充电机之间的数据共享,使得能在充电过程中实时地得到各单只电池的电压、温度以及电池系统的故障等信息并将其纳入充电控制,改变充电电流,有效地保证电池组内所有单只电池不出现过充电,减小了充电对电池寿命的影响,提高了充电的安全性。基于该充电模式,以 Thevenin 电池模型为例详细地分析了电池模型参数的识别机理,并提出了基于电池容量和内阻的更加科学的电池组一致性评价体系。

LTC6802检测串联电池组电压电路设计

介绍了串联电池组电压管理芯片LTC6802-2的特点和使用方法。分别以51单片机和TMS320LF2407为控制器,从通信的角度详细探讨在硬件设计和软件设计上应注意的问题,实现LTC6802-2对串联电池组电压的检测。并通过实验数据分析,验证了此方法的有效性。

串联电池组监测系统

介绍一个以51系列单片机为控制核心的串联电池组监测系统。重点是使用差分放大器解决对串联电池组进行电压测量时的共地问题和使用数字式温度测量芯片进行比较精确的温度测量。系统简单经济,经过试验,在要求的电压和温度指标下,能可靠、准确地对串联电池组进行监测。

串联电池组电容式均衡系统研究

针对传统电容式均衡电路均衡速度较慢的问题,提出了具有两种环形拓扑结构的链式双层环形开关电容均衡电路,并建立其仿真模型。仿真分析了采用不同电压分布时的均衡效果,并与双层环形开关电容均衡电路和链式双层开关电容均衡电路进行了对比。结果表明:所提出的均衡电路在提高均衡速度的同时具有较低的能耗比。

串联电池组电压转换电路的研究

分析了现有串联电池组电压转换电路方案存在的问题,提出了一种基于三极管的电压转换电路,分析了电路原理,进行了仿真和试验.结果表明该电路具有较高的转换精度,且成本低、重量轻、体积小,是电动自行串联电池组电压测量的有效解决方案.

一种串联电池组均衡电路的设计

分析现有串联电池组均衡系统的不足之处,提出一种新的低功耗、高能效的串联电池组均衡电路,该电路的电量检测和均衡控制部分均由集成电路实现.首先给出电路的整体构架和子模块电路,然后利用MATLAB对串联电池组进行均衡效果仿真.仿真结果表明该电路具有高精度、低功耗的特点.

基于LC储能的串联电池组主动均衡方法研究

新能源汽车动力电池组不可避免的不一致性将对其能量利用率、循环寿命产生严重影响,甚至危及其使用安全。不一致性对串联电池组的影响明显强于并联电池组,为减小串联电池组不一致性,创新地提出了一种基于LC储能的主动均衡方法,其拓扑结构仅包含一个电感和一个电容,用于能量转移;均衡能量可以直接从电压最高的单体转移至电压最低的单体,且具有结构简单、控制简单、均衡速度快等特点。通过搭建由4个单体组成的串联电池组均衡实验平台,验证了充电均衡、放电均衡和动态均衡的有效性;通过与目前常见均衡拓扑的对比,表明了新型均衡方法的先进性。

电容式串联电池组均衡电路研究

针对传统电容式均衡电路在串联电池组上均衡速度较慢的问题,提出一种采用分层开关电容电路实现单体电池间电压均衡的方案。该电路具有集中式和分散式飞渡电容均衡电路的特点,为电荷转移提供了更多的路径,使均衡效率提高。在MATLAB/Simulink环境下与传统电容式均衡电路进行了均衡仿真实验对比,结果表明该均衡方案适合电池组电压不一致分布的各种情况,提高了均衡速度。

基于K-Means聚类分析的串联电池组主动均衡策略

由于电池单体所处温度场不均匀以及电池单体内阻、库仑效率等参数的不一致,电池组在反复充、放电过程中会产生电池单体剩余电量不一致的现象,限制了电池组整体的可用容量。为此,提出了一种基于K-Means聚类分析的串联电池组主动均衡策略,该方法以电池荷电状态(SOC)一致性为均衡目标。以8节三元锂电池串联构成的电池组作为实验对象,在搭建的电池均衡实验平台上进行了实验验证,结果表明,电池组均衡操作前后可用容量分别为1.75和1.87Ah,经过均衡,可用容量提升了6.86%,证明了所提出的均衡策略的有效性。

基于电感的串联电池组新型主动均衡拓扑及控制策略

均衡技术对提高串联电池组充放电的可靠性、延长电池寿命等具有重要的意义。针对现有电感均衡电路存在能量仅能在相邻电池单体之间转移、应用场合有限以及电路中元器件数目较多等问题,提出了一种基于电感的串联电池组新型主动均衡拓扑,并研究了相应的均衡控制策略。通过对电感的选择性充放电,实现电池单体和电池组之间的能量转移,避免了能量仅在相邻电池单体之间转移而导致均衡时间过长的缺点,具有电路结构简单、易于控制等优点。通过对所提均衡电路拓扑及其开关模态的分析,以及对均衡策略的详细介绍,给出了均衡系统的整体设计方案。仿真和实验结果表明,所提出的均衡方案具有良好的均衡效果。

串联电池组主动分层均衡电路的控制策略研究

大多数串联电池组的主动分层均衡策略首先在组内实现均衡,然后再在组间实现均衡,这种传统的均衡策略限制了均衡效率的提高。采用了一种基于升降压模块的分层均衡电路拓扑。根据均衡能量流动的不同范围,将其分成两个不同的均衡过程。这两个均衡过程可以同时执行,并且不同分级电路中的电流不会相互影响,这使得组内和组间可以同时进行均衡,进而提高电池组的均衡速度。通过搭建实物平台,对四个锂离子电池组成的串联电池组分别进行静置、充电和放电均衡的实验。实验结果表明,相比于传统的分层均衡策略,提出的均衡策略在三种电池状态下提高平均时间效率约30.4%,验证了该方案的可行性。