基于反激式直流变换器的电池均衡系统仿真研究

发布时间：2019-11-14 10:53

【摘要】：针对电动汽车锂离子电池组在工作过程中出现的能量不一致现象,设计了一种基于反激式直流变换器的主动均衡电路,包括电源转换、信号采集、驱动电路以及均衡器4个模块。研究了均衡系统的拓扑结构和工作原理以及控制策略,阐述了反激式直流变换器与锂离子电池的建模方法,针对电池组8种典型的非均衡工况,进行了混合策略下的5kHZ高频仿真实验,实验用电池SOC从44.3%到55.7%均有涉及,仿真与实验结果误差均在10%以内,验证了PSIM仿真电路与同轴多绕组变压器与电池建模方法以及混合控制策略的正确性。
【图文】：

第１１期王辉，等：逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦基于反激式直流变换器的电池均衡系统仿真研究·３７２３·图４均衡系统的仿真电路与结束的时刻，并为系统控制电路提供决策信号，系统控制电路包括Ｂｏｔｔｏｍ控制器与Ｔｏｐ控制器，该单元根据监测系统提供的信息，确定采用的均衡策略，Ｂｏｔｔｏｍ、Ｔｏｐ或混合均衡策略。电池模型的仿真电路如图５所示，由电流传感器、电压控制电压源、积分、查表等模块组成。查表模块储存着电池单体的ＳＯＣ／ＯＣＶ曲线数据，如图６所示，该曲线由电池标准充放电实验得来。图５电池模型的仿真电路图６电池ＳＯＣ－ＯＣＶ曲线４均衡实验均衡参数为：开关频率：５ｋＨｚ；Ｒｐ＝０．６Ω；Ｒｓ＝０．５Ω；原边电压关断缓冲电路中Ｒ＿ｓ＝４７００Ω；Ｃ＿ｓ＝１００ｎ／１００Ｖ；Ｄ＿ｓ＝ＳＴＰＳ１Ｈ１００Ａ／Ｕ；原、副边开关分别为ＩＰＤ７０Ｎ１０和ＩＰＧ２０Ｎ０４，考虑ＭＯＳＦＥＴ室温下的最大导通电流及防止变压器磁饱确定保险丝值为，ＩＦＰ＝２．５Ａ；ＩＦＳ＝３．５Ａ；电池组由３节锰酸锂电池串联组成，Ｖｐ＝１１．６Ｖ，Ｖｓ＝３．６Ｖ，Ｖ＊＝Ｖｐ／６；变压器匝比ｎ＝４；变压器原边励磁电感Ｌｍ＝４８μＨ；漏感Ｌｋ＝９μＨ。４．１仿真实验根据１．１节所述的第三种情况，电池组电压成梯度等差分布，电池组既存在单体电池电压偏高的情况，也存在单体电池电压偏低的情况。列出８种初始工况，电池２

逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦基于反激式直流变换器的电池均衡系统仿真研究·３７２３·图４均衡系统的仿真电路与结束的时刻，并为系统控制电路提供决策信号，，系统控制电路包括Ｂｏｔｔｏｍ控制器与Ｔｏｐ控制器，该单元根据监测系统提供的信息，确定采用的均衡策略，Ｂｏｔｔｏｍ、Ｔｏｐ或混合均衡策略。电池模型的仿真电路如图５所示，由电流传感器、电压控制电压源、积分、查表等模块组成。查表模块储存着电池单体的ＳＯＣ／ＯＣＶ曲线数据，如图６所示，该曲线由电池标准充放电实验得来。图５电池模型的仿真电路图６电池ＳＯＣ－ＯＣＶ曲线４均衡实验均衡参数为：开关频率：５ｋＨｚ；Ｒｐ＝０．６Ω；Ｒｓ＝０．５Ω；原边电压关断缓冲电路中Ｒ＿ｓ＝４７００Ω；Ｃ＿ｓ＝１００ｎ／１００Ｖ；Ｄ＿ｓ＝ＳＴＰＳ１Ｈ１００Ａ／Ｕ；原、副边开关分别为ＩＰＤ７０Ｎ１０和ＩＰＧ２０Ｎ０４，考虑ＭＯＳＦＥＴ室温下的最大导通电流及防止变压器磁饱确定保险丝值为，ＩＦＰ＝２．５Ａ；ＩＦＳ＝３．５Ａ；电池组由３节锰酸锂电池串联组成，Ｖｐ＝１１．６Ｖ，Ｖｓ＝３．６Ｖ，Ｖ＊＝Ｖｐ／６；变压器匝比ｎ＝４；变压器原边励磁电感Ｌｍ＝４８μＨ；漏感Ｌｋ＝９μＨ。４．１仿真实验根据１．１节所述的第三种情况，电池组电压成梯度等差分布，电池组既存在单体电池电压偏高的情况，也存在单体电池电压偏低的情况。列出８种初始工况，电池２的ＳＯＣ始终为５０％，电池１为低电压电池，列表中电池１

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本文编号：2560782