磷酸鐵鋰動力電池數(shù)字化均衡控制系統(tǒng).pdf

1、鋰離子動力電池以其高能量密度、高可靠性、不污染環(huán)境等優(yōu)點逐漸成為近年來的研究熱點.鋰離子動力電池組由大量單體電池經(jīng)串、并聯(lián)組合而成，但在其制造過程中由于制造工藝、電池材質、內阻及環(huán)境溫度等差異將會導致電池組內部單體電池串之間出現(xiàn)電壓不均衡現(xiàn)象.這種不均衡性必然會在電池組的使用過程中導致電池組壽命的縮短甚至造成損壞，因此對于動力電池組均衡控制研究的意義不言而喻。
　　 現(xiàn)有均衡控制方法大多采用開關電容、旁路電阻、變換電路等方式直接

2、對動力電池組中單體屯池進行均衡控制，這些方式具有結構簡單、成本低廉等優(yōu)點。由于動力電池組是由大量單體電池經(jīng)過串、并聯(lián)方式組合而成，其內部電氣特性極其復雜，導致均衡過程具有時變性、非線性及不確定性等特點，因此上述方法存在著明顯的缺陷，即不能對動力電池組進行精確的均衡控制，也不能進行均衡算法的進一步優(yōu)化.
　　 鑒于此，本文以MOSFET作為逆變功率開關管，選用半橋逆變拓撲結構，搭建了中小功率電池均衡器。采用數(shù)字控制技術，設計以C8

3、051F020單片機為核心的控制系統(tǒng)，利甩C8051F020單片機對采樣信號進行處理，實現(xiàn)對電池均衡的閉環(huán)控制，并在此基礎上設計了均衡控制算法。將動力電池組的復雜均衡控制問題簡化為基于能量閉環(huán)控制模型的模糊控制問題。模糊控制采用雙輸入單輸出的控制結構，即將單體電池串最大不均衡度E及動力電池組負載電流Ⅰ作為控制輸入，將用于驅動半橋拓撲電路中功率開關管的驅動信號的占空比U作為控制輸出，并分別進行了控制器無負載靜態(tài)均衡情形及帶載動態(tài)均衡情形時