基于SOC的串聯(lián)儲能鋰電池組均衡策略研究.pdf

1、由于單體電池電壓、容量有限，為了滿足電動汽車、儲能電站等系統(tǒng)對于功率、電壓的要求，需要將多節(jié)電池單體串聯(lián)成電池組為設(shè)備進(jìn)行供能。然而電池的不一致性會導(dǎo)致整個(gè)電池組容量利用率降低，嚴(yán)重影響了儲能設(shè)備的循環(huán)壽命和使用成本。因此，串聯(lián)儲能鋰電池組均衡技術(shù)可以消除組內(nèi)電池單體之間的不一致性，減緩儲能電池組容量的衰減，具有重大的研究意義。
　　在對電池組不一致性的深入研究基礎(chǔ)上，通過分析各類均衡方式的優(yōu)缺點(diǎn)，本文選定Buck-Boost電路

2、作為均衡主拓?fù)?，提出了基于一種基于電池荷電狀態(tài)(State of Charge，SOC)的雙向主動均衡控制策略，完成了均衡控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并通過實(shí)驗(yàn)對其可行性進(jìn)行了驗(yàn)證。完成的具體工作如下:
　　1.以磷酸鐵鋰電池為對象研究了其電池特性，分析了引起電池組不一致性的主要原因。利用電池監(jiān)控系統(tǒng)完成了磷酸鐵鋰電池在不同電流下的充放電實(shí)驗(yàn)，獲得實(shí)時(shí)測量的電壓、電流。通過分析電池的各項(xiàng)參數(shù)特性，最終選取SOC作為控制策略的均衡變量。

3、　　2.針對傳統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法在磷酸鐵鋰電池的SOC估算中存在計(jì)算復(fù)雜、學(xué)習(xí)時(shí)間過長的問題，提出了一種新的基于ELM(Extreme LearningMachine)的電池SOC估算方法。運(yùn)用實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)對模型進(jìn)行訓(xùn)練和測試，并將預(yù)測效果與BP(Back Propagation)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測效果進(jìn)行對比，驗(yàn)證了ELM在電池SOC估算中的可行性和優(yōu)越性。
　　3.對已有的均衡電路拓?fù)溥M(jìn)行對比分析，選擇以雙向Buck-Boost電路

4、作為主動均衡控制系統(tǒng)的主拓?fù)?。結(jié)合極限學(xué)習(xí)機(jī)在電池SOC預(yù)測技術(shù)中的應(yīng)用，提出了一種以SOC作為均衡判據(jù)的主動均衡控制策略，可以實(shí)現(xiàn)鋰電池組在不同工作狀態(tài)下的主動均衡，并在Matlab/SimPowerSystem仿真環(huán)境中搭建了此均衡系統(tǒng)，驗(yàn)證了雙向主動均衡控制方法的準(zhǔn)確性和高效性。
　　4.采用主-從式的均衡系統(tǒng)架構(gòu)對其硬件電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了雙向Buck-Boost電路良好的均衡性能。此外，對輔助均衡電源電路板進(jìn)行了制