鋰離子電池組能量均衡時(shí)序優(yōu)化及控制.pdf

1、隨著不可再生能源的大量消耗和環(huán)境污染程度日趨嚴(yán)重,新能源的開發(fā)利用已經(jīng)迫在眉睫,混和動(dòng)力電動(dòng)車和純電動(dòng)車,光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電設(shè)備遍布世界各個(gè)角落。鋰離子電池具有比能量大、循環(huán)壽命長(zhǎng)、自放電率低和無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用為能量存儲(chǔ)設(shè)備,成為了當(dāng)前最具發(fā)展前景的動(dòng)力電池。但是由于在串聯(lián)鋰離子電池組中的每單個(gè)電池的特征屬性不能完全一致,在使用的過(guò)程中會(huì)存在能量不平衡情況造成電池組損壞。所以需要對(duì)串聯(lián)電池組的能量進(jìn)行均衡,以保證特征屬性一致,延

2、長(zhǎng)電池的使用壽命。目前,國(guó)內(nèi)外的專家已經(jīng)提出了不少針對(duì)鋰離子電池能量管理的控制策略,主要包括均衡電路和控制算法的設(shè)計(jì)。但就目前的研究情況來(lái)看,該控制系統(tǒng)還存在著很多的問(wèn)題,均衡結(jié)構(gòu)復(fù)雜難以實(shí)現(xiàn)、控制精度差、均衡效率低等。針對(duì)目前的研究情況,論文采用了一種針對(duì)無(wú)損均衡電路的非線性PID控制算法,并針對(duì)無(wú)損均衡網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),采用動(dòng)態(tài)規(guī)劃思想,設(shè)計(jì)了一種能量路徑優(yōu)化算法以提高均衡的效率,減少均衡時(shí)間和均衡過(guò)程中的能量損失。論文的主要工作如下:

3、r>　?、賹?duì)無(wú)損均衡電路的電壓電流進(jìn)行了分析,根據(jù)能量傳輸途徑和交換過(guò)程建立了系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。
　?、谘芯苛四壳耙延械木饪刂扑惴?結(jié)合電池組模型,采用非線性PID控制算法對(duì)單個(gè)均衡電路進(jìn)行了控制,解決了控制系統(tǒng)中控制精度不高、且穩(wěn)態(tài)電壓震蕩等問(wèn)題。
　?、圻\(yùn)用動(dòng)態(tài)規(guī)劃思想,提出了一種鋰離子電池組均衡系統(tǒng)能量路徑優(yōu)化算法,對(duì)系統(tǒng)中的均衡順序和能量流進(jìn)行優(yōu)化控制,使整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行在最優(yōu)狀態(tài)下,減少能量損失,提高了均衡效率。

4、>　　④通過(guò)仿真對(duì)模糊控制算法、非線性PID算法進(jìn)行了比對(duì),分析各算法的優(yōu)劣。搭建了10節(jié)鋰離子電池組均衡控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)提出的算法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,并取得了較好的實(shí)驗(yàn)效果。
　　綜上所述,論文針對(duì)目前鋰離子電池組均衡控制系統(tǒng)的不足,提出了一種能夠避免電流、電壓振蕩,提高均衡速度的均衡控制算法,用于單個(gè)均衡電路的控制;并針對(duì)整個(gè)均衡系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),運(yùn)用動(dòng)態(tài)規(guī)劃思想,建立了一套鋰離子電池組優(yōu)化控制方法。通過(guò)對(duì)均衡路徑的規(guī)劃,實(shí)現(xiàn)了