基于分层架构的退役电池可重构均衡控制研究

利用退役电池构建储能系统,充分利用其剩余价值,是解决大量退役电池再利用的重要途径。然而,经过多次充放电影响,退役电池不一致性问题较新电池更为突出。在此背景下,首先,针对退役电池储能系统提出了分层式可重构均衡拓扑。其次,基于该拓扑提出了分层式均衡控制策略。考虑组内部和组间两个层次的均衡控制,组内以SOC和端电压为均衡变量,通过重构实现电池单体状态均衡,组间以SOC为均衡变量,通过重构保证全电池簇均衡。同时考虑多种运行工况:静置过程中通过自均衡提高电池组的均衡效率和可用容量,放电过程中通过拓扑结构变换维持输出电压稳定,充电过程中考虑能量损耗和充电速度合理优化充电电流,缩短充电时间,减少温升,延长电池使用寿命。最后,在Matlab中验证了所提拓扑与均衡策略在不同工况下的有效性。

基于模糊控制的锂电池组分层均衡研究

传统的电感式均衡电路中要实现电池组均衡,能量只能通过相邻电池慢慢传递而不能在任意电池间转移。这种均衡方式效率低,均衡路径、时间长。为此,提出一种Buck-Boost电路与反激式电路相结合的新型分层拓扑。组内均衡采用双向Buck-Boost电路,使能量仅在相邻两节电池之间转移,因而均衡路径短。组间均衡采用双向反激式电路,通过控制原副边绕组开关管状态,使能量在模组与电池组间相互转移,从而达到电池组均衡。在均衡过程中加入模糊控制策略,动态调节开关管的占空比,以输出合适的均衡电流、提高均衡效率。搭建Matlab仿真模型进行分析。仿真结果表明,所提出的均衡电路相较于传统的Buck-Boost电路在静置和充、放电状态下均衡时间分别缩短约18%、17%和20%。均衡效率的提高对未来电动汽车等多锂电池串联设备的发展有着重要意义。