基于荷电状态的锂离子电池主动均衡控制系统的研究与实现

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摘要为了解决动力电池组能量不均衡的问题,本文设计了锂离子电池主动均衡控制系统。系统由主控芯片TMS320F28335、检测电路、DC/DC电路、均衡电路、驱动电路等组成。系统利用无迹卡尔曼滤波算法实时估算锂离子电池组的荷电状态,设计基于电池特性的储能电感式均衡电路,以模糊-PI控制算法调制PWM信号以实现电池组能量的主动均衡。搭建均衡控制系统的硬件实验平台,实验结果达到了预期目标。

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	于跃
	林聪
	张恒

关键词 ：锂离子电池组, 无迹卡尔曼滤波, 模糊-PI控制, 主动均衡

Abstract：A new lithium-ion battery active equalization control system is designed to solve the energy imbalance problem of power battery pack. The system contained the main control chip TMS320F28335, the detection circuit, the DC/DC circuit, the equalization circuit, and the drive circuit. Unscented Kalman filter algorithm is used to estimate the charge state of lithium-ion battery pack in real time. The energy storage inductance equalization circuit is designed based on battery characteristics. The PWM signal is modulated by fuzzy-PI control algorithm to realize the active balancing of battery pack energy. The hardware experiments manifested the new lithium battery active equalization control system exhibited excellent property.

Key words： lithium-ion battery pack unscented Kalman filter fuzzy-PI control active balancing

收稿日期: 2019-01-01 出版日期: 2019-08-19

作者简介: 于跃（1991-）,女,吉林省通化市梅河口市人,硕士研究生,助教,主要研究方向为电力电子技术、新能源储能技术、智能控制技术。

引用本文:

于跃, 林聪, 张恒. 基于荷电状态的锂离子电池主动均衡控制系统的研究与实现[J]. 电气技术, 2019, 20(8): 18-22. Yu Yue, Lin Cong, Zhang Heng. Research and implementation of active balancing control system for lithium-ion batteries based on state of charge. Electrical Engineering, 2019, 20(8): 18-22.

链接本文:

http://dqjs.cesmedia.cn/CN/Y2019/V20/I8/18

[1] Fu Yangyang, Lu Song, Shi Long, et al.Ignition and combustion characteristics of Lithium ion batteries under low atmospheric pressure[J]. Energy, 2018, 161: 38-45.
[2] 邓雪莲. 耦合耗散式均衡系统的动力电池组低温充电预热系统的研究与开发[D]. 济南: 山东大学, 2017.
[3] Opila D F.Equivalent degradation minimization strategy for balancing battery and capacitor usage in hybrid energy storage systems for electric vehicles[C]// 2017 American Control Conference (ACC), 2017: 315-321.
[4] 毕恺韬, 安群涛, 段建东, 等. 基于级联多电平直流变换器的超级电容储能系统能量自均衡控制策略[J]. 电工技术学报, 2018, 33(8): 1919-1928.
[5] Liu Xintian, Sun Yafei, He Yao, et al.Battery equalization by fly-back transformers with inductance, capacitance and diode absorbing circuits[J]. Energies, 2017, 10(10): 1-16.
[6] 夏建生, 赵进全, 邢玲. 一种改进的多相交错buck变换器的滑模变结构控制器设计[J]. 电气技术, 2016, 17(4): 1-5, 11.
[7] 吕航, 刘承志, 尹栋, 等. 深海动力磷酸铁锂电池组均衡方案设计优化[J]. 电工技术学报, 2016, 31(19): 232-238.
[8] Lee K M, Lee S W, Choi Y G, et al.Active balancing of Li-Ion battery cells using transformer as energy carrier[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2017, 64(2): 1251-1257.
[9] 刘倩怡, 徐顺刚, 许建平, 等. 一种基于推挽变换器的模块化电池均衡电路[J]. 电工技术学报, 2018, 33(14): 3213-3221.
[10] 赵耀, 秦会斌, 刘天昊. 12节锂离子电池管理系统设计[J]. 测控技术, 2018, 37(8): 86-88, 101.
[11] 李锐华, 李冀, 胡波, 等. 基于Buck-Boost变换器的磷酸铁锂电池串联电压均衡优化策略[J]. 电气技术, 2018, 19(3): 1-7.
[12] 陈威, 叶少士, 刘冬. 级联式储能电池组均衡器及其自均衡策略[J]. 电气技术, 2018, 19(1): 45-49.
[13] 王杉杉, 王玉斌, 林意斐, 等. 级联型电力电子变压器电压与功率均衡控制方法[J]. 电工技术学报, 2016, 31(22): 92-99.
[14] 刘胜永, 于跃, 李昊, 等. 基于无迹卡尔曼滤波的锂电池SOC估算方法研究[J]. 电源技术, 2018, 42(1): 40-42, 45.