基于非線性PID的串聯鋰離子電池組的均衡控制

凌睿，董燕，嚴賀彪，武美蓉

重慶大學 自動化學院，重慶 400030

基于非線性PID的串聯鋰離子電池組的均衡控制

凌睿，董燕，嚴賀彪，武美蓉

重慶大學 自動化學院，重慶 400030

鋰離子電池由于具有比能量大，循環壽命長，自放電率低和無記憶效應等優點，成為了當前最具發展前景的動力電池。一個鋰電池電壓較低，僅為3.0～4.2 V，因此在高電壓供電系統中通常需要串聯多塊電池來提供相應大小的電壓。但是由于電池的內阻不同，電池內部的電量的不平衡，電池的老化和電池組在充電和放電過程中的環境溫度變化等原因造成了電池能量的不平衡。在充放電過程中，極易出現過充或過放現象，導致總電量的存儲和電池的循環壽命減少，并對電池造成永久的損害。因此，必須對電池電壓進行能量均衡控制以保證電池正常工作，避免過充或過放現象。

目前國內外學者已經提出了許多研究方法。其中對電池均衡電路研究較多，文獻[1-7]提出了幾種均衡電路，但仍存在均衡效率低，電路實現復雜的缺點。文獻[1，7-8]應用了模糊控制算法對均衡過程進行控制，但在穩態時，電池電壓存在振蕩現象，且均衡精度較低。這樣，造成了過多的開關動作損耗，降低了均衡效率。

為了克服這些不足，針對文獻[7]的均衡電路，設計了一種非線性PID控制算法。本文算法利用非線性函數，構造了誤差與PID參數的非線性映射關系，使得PID調節器中的增益參數隨控制誤差而變化，從而提高均衡控制精度和均衡效率。……