文档介绍：串联锂离子电池组的主动均衡控制研究-企业管理论文
串联锂离子电池组的主动均衡控制研究
王子平(潍坊科技学院)
摘要:对于传统的主动均衡技术来说,通常情况下,存在着电量传递效率低、控制过程复杂等问题。为了彻底解决上述问题,本文结合电感、电容的电量转移技术,提出锂电池组主动均衡方法。均衡技术以boost 技术和法拉电容为基础,在锂离子电池组中,可以在任何两个电池之间进行电量的传递,使得锂离子电池组在一定程度上实现电压均衡,并且可以将综合效率提高到84%,其特点主要表现为控制灵活、电量转移效率高等,静置状态下,可以进一步对大容量的串联锂电池组的电压进行均衡处理。
关键词 :锂电池组主动均衡法拉电容boost
1 概述
随着人们的环保意识不断增强,人们对节能环保给予高度的关注,在这种情况下,新能源汽车逐渐成为汽车工业发展的主流趋势。而锂电池作为一项重要的因素,在一定程度上直接影响并制约着新能源汽车的推广和产业化。电池管理模块(Battery Management Module)对于电动汽车来说,是一个核心部件。在发展、推广电动汽车的过程中,电池管理技术是一项关键技术[1]。对于锂离子电池来说,凭借自身能量密度高、工作电压高等优势,进而在一定程度上广泛应用于各行各业[2]。~,在实际应用中,为了提高工作电压,通常情况下,需要将若干只单体锂电池进行串联处理。但是,受生产工艺的影响和制约,在容量、电压、内阻及自放电率等方面,锂电池单体之间存在一定的差异,即使电池来源于同一批次,各个电池之间同样存在一定的差异性。在实际使用过程中,正是由于电池之间存在这种差异,进而在一定程度上严重影响锂电池的使用寿命,在这种情况下,需要对串联锂电池组进行均衡管理[3]。
2 锂电池组的均衡方式
对于锂电池来说,在实际使用过程中,通常情况下,通过被动均衡、主动均衡两种方式对锂电池组进行均衡[4]。其中,在充电过程中,被动均衡方式主要是利用均衡电阻对高电压单体电池进行放电处理,使得整组电池电压在一定程度上确保一致性。对于该均衡方式方式来说,同样存在缺点,主要表现为:对能源造成浪费,该均衡方式受放电电流的影响,不能在大容量锂电池组中使用。在电量转移方面,对主动均衡方法来说,其转移方式通常情况下包括电感、电容两种。其中,Boost/buck 的电感均衡是进行电感转移的基础,利用电感均衡在相邻电池之间对电量进行传递,在一定程度上通过电量传递,进一步使电量由高电压电池完成向低电压电池的转移,其电量传递效率通常高于80%。这种均衡方式同样存在弊端,主要表现为:电量传递只能发生在相邻锂电池之间,对于彼此不相邻的锂电池来说,为了进一步实现电压的均衡,通常情况下需要对锂电池的电量进行多次传递,在这种情况下,使得电量的传递效率进一步降低。在锂电池组中,由于单个均衡模块只能均衡两个相邻电池的电压。对于多串锂电池组来说,为了对电压进行均衡,通常情况下需要设置多个均衡模块,在这种情况下,使得系统在一定程度上变得越加的复杂。对于电容转移方式来说,在锂电池组中由于电压之间存在几毫伏到几十毫的差异,使得单次转移的电量不断降低,同时降低了转移效率[5]。
3 新型主动均衡方案的设计与分析
通过对电感、电容的电量转移技术进行综合分析,本