文档介绍：计算机工程与应用
基于非线性的串联锂离子电池组的均衡控制
凌睿,董燕,严贺彪,武美蓉
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重庆大学自动化学院,重庆
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摘要:针对串联锂离子电池组充放电过程中的均衡问题,设计了一种新型的非线性均衡控算法。利用非线性函数,
构造了误差与参数的非线性映射关系,使得调节器中的增益参数随控制误差而变化,比常规的线性调节器具
有更强的鲁棒性和更好的动态响应。仿真结果表明,该算法控制精度高,速度快,能够无超调地实现锂离子电池的能量均衡。
关键词:串联锂电池组控制;非线性;能量均衡;锂离子电池
文献标志码: 中图分类号: :./...
锂离子电池由于具有比能量大,循环寿命长,自放电一种非线性控制算法。本文算法利用非线性函数,构
率低和无记忆效应等优点,成为了当前最具发展前景的动造了误差与参数的非线性映射关系,使得调节器
力电池。一个锂电池电压较低,仅为.~.,因此在高中的增益参数随控制误差而变化,从而提高均衡控制精度
电压供电系统中通常需要串联多块电池来提供相应大小和均衡效率。目前,尚未见到采用非线性控制对电池
的电压。但是由于电池的内阻不同,电池内部的电量的不组进行均衡控制的相关研究。本文利用提出的非线性
平衡,电池的老化和电池组在充电和放电过程中的环境温控制算法设计了电池组能量均衡控制器,根据电池组内各
度变化等原因造成了电池能量的不平衡。在充放电过程单体电池电压差,实时地调整均衡控制器的控制参数,缩
中,极易出现过充或过放现象,导致总电量的存储和电池短了均衡时间,提高了均衡精度和均衡效率。
的循环寿命减少,并对电池造成永久的损害。因此,必须
对电池电压进行能量均衡控制以保证电池正常工作,避免均衡电路
过充或过放现象。图给出了一个锂电池能量均衡均衡系统图,每两个电
目前国内外学者已经提出了许多研究方法。其中对池接一个均衡器,以达到串联的所有电
电池均衡电路研究较多,, 池的能量均衡。文献】提出了一种均衡电路,如图所示。
但仍存在均衡效率低,电路实现复杂的缺点。文献, 单个电池均衡器由两个耦合电感三和三,能量传输
应用了模糊控制算法对均衡过程进行控制,但在稳态时, 电容,两个二极管和,以及两个和
电池电压存在振荡现象,且均衡精度较低。这样,造成了组成。其中,两个作为电池均衡控制开关。
过多的开关动作损耗,降低了均衡效率。两个电池之间通过中间的能量转移电容进行能量转移,通
为了克服这些不足,针对文献的均衡电路,设计了过控制的开通与关断和开通关断的时间来控制。
基金项目:国家自然科学基金.;中国博士后科学基金面上资助.;中央高校基本科研业务费资助
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作者简介:凌睿一,男,博士,讲师,硕士导师,主要研究方向为新能源系统及控制;董燕一,研究生,主要研究方向为电池组
能量管理控制。.:..
收稿日期: 修回日期:—. 文章编号:———
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计算机工程与应用
图在:情况下段的均衡电流流向
图在情况下段的均衡电流流向
图设计有均衡器的串联锂电池
图在:情况下段的均衡电流流向
图在情况下~ 段的均衡电流流向