電動汽車動力電池分階段主動均衡控制研究.pdf

1、動力電池是純電動汽車的動力輸出中心，其發(fā)展狀況直接影響電動汽車行業(yè)發(fā)展情況。由于電動汽車在使用過程中要求電池具有大的電流輸出，有時電動汽車頻繁加減速也會引起電壓與電流的急劇變化。目前電池單體無法滿足電動汽車整車需求的輸出標準，這就要求電動汽車動力電池必須由幾十塊甚至上百塊電池單體組成。由于目前電池生產(chǎn)技術(shù)的原因，使得電池單體參數(shù)存在不一致的問題，同時動力電池在使用過程中還會出現(xiàn)過度充放電等問題，進一步加深電池不一致程度，造成動力電池內(nèi)部

2、結(jié)構(gòu)損壞，縮短電池使用壽命，增加電池使用成本。為了縮小電池使用過程中造成的問題，需要對電池工作過程進行人為的控制，這就促使均衡控制技術(shù)的產(chǎn)生。均衡控制技術(shù)在一定程度上能夠防止電池過度充放電問題產(chǎn)生，確保電池單體性能處于一致狀態(tài)，有利于提高電池使用壽命。
　　目前國內(nèi)外常見均衡技術(shù)表現(xiàn)在均衡策略和均衡電路兩個方面。均衡控制策略的核心問題是:通過找到一個合適的均衡變量實現(xiàn)電池系統(tǒng)均衡，達到所選均衡變量相一致，完成電池組的均衡控制;均衡

3、電路主要分為能量耗散型和非耗散型，其中能量非耗散型是目前研究的熱點，主要集中在電容型和變壓器型等結(jié)構(gòu)上。
　　本論文通過對鋰離子電池SOC估算算法設(shè)計和均衡控制設(shè)計，完成動力鋰離子電池的分階段主動均衡控制研究。具體工作如下:
　　(1)分析常見動力電池性能特性以及所選鋰離子電池反應形式，同時介紹了目前常見電池模型的優(yōu)缺點，確定動力鋰離子電池模型選型。由此進一步分析了電池成組過程中可靠性，并對本文提出的連接方式進行了可靠性驗證

4、。
　　(2)分析了電池SOC估算的一些常見影響因素和SOC估算算法，提出基于安時積分法和擴展卡爾曼算法的修正算法，建立動力鋰離子電池仿真模型，針對改進的修正算法分別進行了純充電階段、放電階段以及混合階段電池SOC估算仿真。通過對修正算法仿真結(jié)果和傳統(tǒng)算法仿真結(jié)果對比，本文提出的修正算法估算誤差能夠保持在1.2％～3.2％之間，整體估算誤差較小，滿足精度要求。
　　(3)分析目前均衡變量和現(xiàn)有均衡方法的優(yōu)缺點，確定本論文的均

5、衡變量，提出限流均衡和混合均衡控制策略。建立動力鋰離子均衡控制仿真模型，并對提出的均衡策略分別進行純放電工況和復雜工況仿真實驗，通過結(jié)果對比分析，本論文均衡策略可以很好的完成電池均衡控制。
　　(4)進行均衡控制主控電路板、均衡控制板以及電池的各參數(shù)采集模塊的設(shè)計，同時完成了相應均衡控制軟件設(shè)計。
　　(5)對已完成的電路板和系統(tǒng)軟件進行實驗電路板實體制作，在完成實體電路板搭建后通過dSPACE進行硬件在環(huán)仿真實驗，進行恒流