基于模糊控制的鋰電池單向環(huán)形分段電感式均衡方案研究.pdf

1、隨著混合動力和新能源汽車市場的發(fā)展，對二次電池及其電池管理系統(tǒng)的要求越來越高。鋰電池因其優(yōu)秀的能積比，環(huán)境友好性，以及無記憶性等優(yōu)勢，在目前的二次電池的應用中比重節(jié)節(jié)攀升。鋰電池單個電池的電壓，電流和容量相對于很多應用都太低，為增加電流和更高的電壓，則要把若干節(jié)并聯(lián)成組然后再串若干組聯(lián)成電池塊以達到需求的電壓和容量；但由于個體差異，每個電池容量不一致，導致可能某些電池電量耗盡而其它電池尚有電量剩余（放電）或有些電池已經(jīng)充滿而其它電池尚未

2、充滿（充電）。由于過放電與過充電對其致命的損壞，電池包在使用時，必須擁有良好的電源管理，才可以獲得性能的充分發(fā)揮與正常的使用壽命。為了提升SOC匹配和C/E比，提升電池組的續(xù)航能力與使用壽命，各大BMS控制器廠商均針對不同的應用領(lǐng)域與參數(shù)要求，開發(fā)了對應的控制器與均衡策略算法。
　　為了嘗試解決均衡方案性能與成本之間的矛盾，本文分析了在市場上具有影響力的全局主動式均衡和雙向分段式均衡方案的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)原理，以及其特性，剖析其優(yōu)缺點，

3、對鋰電池單向環(huán)形分段電感主動式均衡方案物理堆疊與特性的研究，發(fā)現(xiàn)整個負反饋控制鏈路上，控制信號正向作用通路滯后特性非常大，結(jié)合鋰電池放電曲線共性在現(xiàn)有基礎(chǔ)上改進均衡策略：放棄全程保持均衡的思想，以放電結(jié)束時電池的均衡為目標，將整個放電過程依鋰電池放電曲線的共性，劃分為三大階段，并針對三大階段的特點及其與其它階段的關(guān)系，使用了不同的策略。第一階段用于辨識電池狀態(tài)和當次放電前各級電池間的差異，并生成差異參考向量為后面兩階段提供參考；第二階段

4、上，使用第一階段生成的差異參考向量并配合使用模糊算法實時生成預調(diào)整量，使得各級電池狀態(tài)與它在差異參考向量相反，這樣可以減輕第三階段的均衡壓力，在第二階段結(jié)束前實現(xiàn)提前預均衡；第三階段開始逐步減少預調(diào)整量，在其終點時預調(diào)整量將為零，最終實現(xiàn)電池包中所有的電池級一起接近放電終點，達到了提高整體方案均衡性能的目的。
　　最后，本文在支持十二級電池組均衡的ATMEL ATA6870－ DK11 V1.0的評估板上，實測了電池的放電結(jié)果并對