鋰電池均衡管理控制策略研究

重慶交通大學 機電與車輛工程學院 重慶 400074

1 研究背景

鋰電池相比鉛酸蓄電池,具有比能量高、自放電率低、體積小、熱效應弱、無記憶性、使用壽命長等優點,是電動汽車首選的動力源[1]。隨著鋰電池電動汽車市場的發展,鋰電池的安全性能要求越來越高。鋰電池組由單體鋰電池串聯而成。由于受鋰電池自身和生產加工的制約,單體鋰電池存在電阻、電壓、容量等方面的差異,加之電池組裝順序不同,以及產生熱量后的散熱速率、自放電速率等差異,造成鋰電池組在使用時存在單體鋰電池參數不一致,進而對鋰電池組的使用壽命和效率產生影響。在解決鋰電池組不一致性問題時,除了控制生產加工程序外,還需要進行鋰電池均衡管理控制[2]。筆者對鋰電池均衡管理控制策略進行研究。

主動型和被動型是目前鋰電池均衡管理控制策略的兩種主要形式。被動型均衡管理控制策略也稱耗散型均衡管理控制策略,在每個單體電池上并聯一個可控的電阻進行分流,將容量大的電池中多余的電量以熱量的形式消耗掉,實現整組電池電壓的均衡。主動型均衡管理控制策略主要利用電路拓撲開關結構和算法進行融合,實現電量的轉移,分為電量消耗型均衡管理控制策略和非電量消耗型均衡管理控制策略。電量消耗型屬于電量浪費,非電量消耗型則是通過儲能元件將電量多的部分傳遞給電量較少的電池。非電量消耗型均衡管理控制策略中,均衡電路結構復雜、控制難度較大,但是能夠減少電量的浪費,降低電池熱管理的難度,是當今電池均衡管理控制策略研究的重點[3]。……