車用鋰電池管理系統(tǒng)中的均衡技術(shù)研究.pdf

1、受限于單體鋰電池的電壓和容量，車用鋰電池組常常需要將成百上千個單體鋰電池串并聯(lián)成組使用。但由于生產(chǎn)工藝的不一致性和使用過程環(huán)境的不一致性，單體電池間總是存在著無法消除的不一致性。單體鋰電池在成組后，在使用壽命、可用容量以及放電功率等方面遇到的情況遠(yuǎn)比單體電池來得復(fù)雜。為此需要的電池管理系統(tǒng)中加入均衡技術(shù)，均衡技術(shù)可以減弱電池之間不一致性對電池組的影響，從而提高電池組的容量利用率，減緩電池組衰老速度，延長電池組使用壽命。
　　本文中

2、圍繞著均衡技術(shù)中的均衡策略和均衡電路拓?fù)鋬蓚€方面展開研究。受成本的約束，實(shí)際使用中電池管理系統(tǒng)所用的嵌入式芯片通常不會具有非常強(qiáng)大的運(yùn)算性能，本文從此實(shí)際使用的需求出發(fā)，在對國內(nèi)外電池均衡技術(shù)研究充分了解的基礎(chǔ)上，以串聯(lián)鋰電池組作為研究對象，著重研究模塊化可擴(kuò)展能力強(qiáng)，電路結(jié)構(gòu)簡單，同時具有一定均衡效率和均衡速度的均衡系統(tǒng)。主要的工作如下:
　　(1)對鋰電池主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行研究，分析了不一致性的產(chǎn)生原因。結(jié)合電動汽車使用過程對鋰

3、電池組不一致性進(jìn)一步惡化的原因進(jìn)行了分析，最后探討了鋰電池組不一致性問題在使用中的影響。
　　(2)對比不同的均衡變量，電池荷電狀態(tài)(State of Charge，SOC)相比電池電壓能更好反應(yīng)電池組的不一致性，相比電池容量具有可實(shí)時獲得的優(yōu)點(diǎn)，因此選擇了SOC作為電池組的均衡策略的均衡判據(jù)。對常用的SOC估計算法進(jìn)行了研究比較，針對實(shí)際使用中嵌入式芯片計算能力較弱的特點(diǎn)，使用融合的開路電壓法和安時法作為基礎(chǔ)SOC估計算法，同時

4、針對鋰電池使用中的老化現(xiàn)象，提出了一種應(yīng)對鋰電池老化的SOC估計修正算法。
　　(3)比較了不同形式的均衡電路拓?fù)湫问胶?，綜合考慮擴(kuò)展性，成本，均衡速度和均衡效率，選取了基于變壓器的非能耗型均衡電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。提出了一種基于LTC3300-1芯片的反激式變壓器主動均衡電路設(shè)計。借助最新的面向主動均衡的芯片，可減小電路的復(fù)雜性，降低電路開發(fā)成本。對反激式變壓器設(shè)定參數(shù)和電路的控制參數(shù)通過理論計算和仿真模擬的手段進(jìn)行了獲得。