磷酸鐵鋰動(dòng)力電池?cái)?shù)字化均衡控制系統(tǒng).pdf

1、鋰離子動(dòng)力電池以其高能量密度、高可靠性、不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)逐漸成為近年來的研究熱點(diǎn).鋰離子動(dòng)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(zhì)、內(nèi)阻及環(huán)境溫度等差異將會(huì)導(dǎo)致電池組內(nèi)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(huì)在電池組的使用過程中導(dǎo)致電池組壽命的縮短甚至造成損壞，因此對(duì)于動(dòng)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(guān)電容、旁路電阻、變換電路等方式直接

2、對(duì)動(dòng)力電池組中單體屯池進(jìn)行均衡控制，這些方式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。由于動(dòng)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(nèi)部電氣特性極其復(fù)雜，導(dǎo)致均衡過程具有時(shí)變性、非線性及不確定性等特點(diǎn)，因此上述方法存在著明顯的缺陷，即不能對(duì)動(dòng)力電池組進(jìn)行精確的均衡控制，也不能進(jìn)行均衡算法的進(jìn)一步優(yōu)化.
　　 鑒于此，本文以MOSFET作為逆變功率開關(guān)管，選用半橋逆變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，搭建了中小功率電池均衡器。采用數(shù)字控制技術(shù)，設(shè)計(jì)以C8

3、051F020單片機(jī)為核心的控制系統(tǒng)，利甩C8051F020單片機(jī)對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池均衡的閉環(huán)控制，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了均衡控制算法。將動(dòng)力電池組的復(fù)雜均衡控制問題簡(jiǎn)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(jié)構(gòu)，即將單體電池串最大不均衡度E及動(dòng)力電池組負(fù)載電流Ⅰ作為控制輸入，將用于驅(qū)動(dòng)半橋拓?fù)潆娐分泄β书_關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比U作為控制輸出，并分別進(jìn)行了控制器無負(fù)載靜態(tài)均衡情形及帶載動(dòng)態(tài)均衡情形時(shí)