作为新能源汽车的动力来源,动力电池组的性能直接决定了新能源汽车的输出性能和续航里程。在电动汽车的使用过程中不同的工况频繁切换,造成了动力电池组充放电时间、电流的差异及电池组内热量的不均,这些因素加剧了动力电池组的不一致性,而这种不一致性将降低电池组的容量和循环寿命。动力电池组均衡系统是改善电池组不一致性的有效措施,是提高电池组容量、延长电池组寿命的关键技术。论文主要的工作内容有以下几个方面:(1)对磷酸铁锂动力电池充放电特性和温度特性以及电池不一致性产生的原因进行了分析,从开路电压、工作电压、荷电状态三个方面展现了电池不一致性的表现形式,分析了电池不一致性对电池的影响以及改善电池不一致性的措施,最终选用电池SOC作为均衡控制评价标准改善电池组的不一致性。(2)基于电池动态参数对电池SOC进行了估算。首先建立了电池的二阶RC等效电路模型,并用遗忘因子递推最小二乘法对电池模型动态参数进行了辨识。接下来利用电池的动态参数和扩展卡尔曼滤波算法对电池SOC进行估算。最后通过MATLAB仿真验证了在恒流和脉冲两种状态下电池SOC估算方法的准确性,为均衡控制提供了准确的评价指标。(3)设计了一种基于储能电感和多绕组变压器的双层双向主动均衡电路,实现电池组模块内单体间和模块间的均衡。完成了底层均衡电路和顶层均衡电路的结构设计、工作原理分析以及相关参数的计算等工作,并在Simulink中对均衡电路进行仿真实验验证其有效性。这种基于储能电感和多绕组变压器的双层双向均衡电路为电池在线均衡奠定了良好的硬件基础。(4)提出了一种基于模糊控制算法的均衡控制方法。模糊控制算法以电池SOC作为均衡评价标准,可以根据输入变量的不同调节均衡电流的大小。论文将模糊控制算法与均值-差值算法进行对比,在MATLAB中对两种均衡算法进行了建模仿真,从均衡时间、均衡效率、均衡效果等方面进行对比分析。仿真结果表明,基于模糊控制算法的均衡能有效缩短均衡时间,减少均衡能耗,具有更好的均衡效果。