【摘 要】
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出于对能源危机的担忧,新能源在全球范围内都加大了使用的力度,为此我国大力推动以锂离子电池为动力源的新能源的使用。锂离子电池靠着其安全、充电效率高的特点受到市场广泛青睐,然而锂离子电池的不一致性造成电池健康状况变差的同时,会大大的降低整个电池组的性能甚至引发事故。针对现存的锂离子电池组存在不一致性的问题,采用均衡控制电路模块,可以极大地改变电池组不均衡的现象,为此本文基于能量双向传递的串联电感均衡电
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出于对能源危机的担忧,新能源在全球范围内都加大了使用的力度,为此我国大力推动以锂离子电池为动力源的新能源的使用。锂离子电池靠着其安全、充电效率高的特点受到市场广泛青睐,然而锂离子电池的不一致性造成电池健康状况变差的同时,会大大的降低整个电池组的性能甚至引发事故。针对现存的锂离子电池组存在不一致性的问题,采用均衡控制电路模块,可以极大地改变电池组不均衡的现象,为此本文基于能量双向传递的串联电感均衡电路,采用变论域模糊PID均衡控制策略,通过搭建仿真模型验证,采取的控制策略可以有效解决电池组不一致性的问题,缩短均衡时间,提高电池组的整体均衡效率。本文主要研究内容为:1.在本文中以选取的三洋锂离子电池为实验研究对象,分析了锂离子电池特性并选择二阶电路模型描述电池运行动态特性,通过实验平台对所选取的电池内等效参数进行了辨识,同时通过软件Matlab对识别出的电池参数进行锂离子物理模型的搭建,检验所识别参数的准确性。在锂离子SOC算法估计方面,针对电池的实际情况选择扩展卡尔曼估计电池SOC,实验结果表明所选择的算法估计偏差在1.25%以内,实验结果较为准确,对电池组提供了均衡评判的标准。2.介绍了基于Buck-Boost拓扑结构的能量双向传递的主动均衡电路,通过均值-差值算法仿真实现了电池组内相邻电池间的能量传递,验证了所选均衡电路拓扑结构能够降低电池组不一致性的可行性。文章介绍了模糊算法,进而介绍模糊PID算法,最后提出了以变论域模糊PID为均衡控制策略,并在Matlab/Simulink中搭建仿真,并通过与模糊PID算法结果进行对比,结果显示电池组在充放电以及搁置均衡的时间上都有一定程度上的减少,从而证实了基于变论域模糊PID算法,能使电路均衡时间极大的缩减,对电池组的均衡速率有进一步的提升。3.根据主动均衡电路结构设计了硬件电路,整体包括主控模块和数据采集模块:电压、电流、温度数据的采集,均衡控制电路模块,通讯模块等。最后介绍了均衡系统的软件,各个子程序以流程图的形式展现。最后搭建实验平台,通过实验测试验证所设计的主动均衡系统能够解决电池组的不一致性问题,达到预期的效果。图[55]表[9]参[76]
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