基于电感储能的新型锂离子电池组C2C均衡电路

发布时间：2021-02-02 22:16

　　串联锂离子电池组由于电池制造工艺、电池工作环境不同等原因,在多次充放电后单体电池之间荷电状态（SOC）和电压存在不一致性。针对串联锂离子电池电压不一致性问题,提出一种新型基于电感储能的锂离子电池组C2C均衡电路,利用电感将能量从电压高的电池单体转移到电压低的电池单体,实现任意两节电池单体之间的电压均衡。该电路具有体积小、均衡速度快的优点。实验结果表明,该均衡电路可以减小锂离子电池组的最大电压差,实现电压均衡。 

【文章来源】：电力电子技术. 2020,54(07)北大核心

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

图１均衡电路系统结构??Ｆｉｇ．?１?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ?ｃｉｒｃｕｉｔ?ｓｙｓｔｅｍ??

?ｂｅｆｏｒｅ?ａｎｄ?ａｆｔｅｒ?ｔｈｅ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ??＂Ｂｌ／ｖ??＂Ｅ／ｖ??＂ｒｏ／ｖ??ｕｊｖ??氣／Ｖ??Ａ组均衡前??４．０２５??４．０３８??４．０３３??４．１２８??０．１０３??Ａ组均衡后??４．０４１??４．０３６??４．０４３??４．０４８??０．０１２??Ｂ组均衡前??４．０１１??４．００６??４．００５??３．９２８??０．０８３??Ｂ组均衡后??３．９８２??３．９８２??３．９８??３．９６５??０．０１７??实验时各电池电压变化轨迹如图４所示。??（ａ）Ａ?组??（ｂ）Ｂ?组??图４电池电压变化轨迹??Ｆｉｇ．?４?Ｔｈｅ?ｃｈａｎｇｅ?ｔｒａｊｅｃｔｏｒｉｅｓ?ｏｆ?ｂａｔｔｅｒｙ?ｖｏｌｔａｇｅ??电感电流波形如图５所示。图中，ａ为续流开??关Ｖｘ的驱动信号。??＂（ｌ〇ｕｓ／格）??图５电感电流波形??Ｆｉｇ．?５?Ｗａｖｅｆｏｎｎｓ?ｏｆ?ｉｎｄｕｃｔｏｒ?ｃｕｒｒｅｎｔ??在两种不同的初始电压分布情况下，所提均衡??电路均能实现电压均衡：初始最大电压差分别为??０．１０３?Ｖ和０．０８３?Ｖ，均衡后最大电压差分别为０．０１２?Ｖ??和０．０１７?Ｖ，最大电压差分别减少了?８８．３％和７９．５％，??平均均衡时间为６５．４２?ｍｉｎ。??４结论??提出了一种基于电感储能的新型锂离子电池??组Ｃ２Ｃ均衡电路，分析了均衡过程的数学模型，??并研究了相应的均衡策略。通过单个电感与开关??器件的组合实现电池组内各电池单体之间的能量??转移，具有均衡速度快、体积小的优点。通过两组??实验证明，该均衡电路可实现不同电压分布情况??下的电池电压均衡，最大电压差

２８??０．１０３??Ａ组均衡后??４．０４１??４．０３６??４．０４３??４．０４８??０．０１２??Ｂ组均衡前??４．０１１??４．００６??４．００５??３．９２８??０．０８３??Ｂ组均衡后??３．９８２??３．９８２??３．９８??３．９６５??０．０１７??实验时各电池电压变化轨迹如图４所示。??（ａ）Ａ?组??（ｂ）Ｂ?组??图４电池电压变化轨迹??Ｆｉｇ．?４?Ｔｈｅ?ｃｈａｎｇｅ?ｔｒａｊｅｃｔｏｒｉｅｓ?ｏｆ?ｂａｔｔｅｒｙ?ｖｏｌｔａｇｅ??电感电流波形如图５所示。图中，ａ为续流开??关Ｖｘ的驱动信号。??＂（ｌ〇ｕｓ／格）??图５电感电流波形??Ｆｉｇ．?５?Ｗａｖｅｆｏｎｎｓ?ｏｆ?ｉｎｄｕｃｔｏｒ?ｃｕｒｒｅｎｔ??在两种不同的初始电压分布情况下，所提均衡??电路均能实现电压均衡：初始最大电压差分别为??０．１０３?Ｖ和０．０８３?Ｖ，均衡后最大电压差分别为０．０１２?Ｖ??和０．０１７?Ｖ，最大电压差分别减少了?８８．３％和７９．５％，??平均均衡时间为６５．４２?ｍｉｎ。??４结论??提出了一种基于电感储能的新型锂离子电池??组Ｃ２Ｃ均衡电路，分析了均衡过程的数学模型，??并研究了相应的均衡策略。通过单个电感与开关??器件的组合实现电池组内各电池单体之间的能量??转移，具有均衡速度快、体积小的优点。通过两组??实验证明，该均衡电路可实现不同电压分布情况??下的电池电压均衡，最大电压差分别减少８８．３％??和７９．５％，平均均衡时间为６５．４２?ｍｉｎ。??参考文献??［１］?Ｌｕ?ＣｆＫａｎｇ?Ｌ，Ｗａｎｇ?Ｓ，ｅｔ?ａｌ．Ａ?Ｎｏｖｅｌ?Ｉｎｄｕｃｔｏｒ－ｂａｓｅｄ

【参考文献】：
期刊论文
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[3]深圳宝清锂电池储能电站关键技术及系统成套设计方法[J]. 陆志刚,王科,刘怡,董旭柱,段卫国.  电力系统自动化. 2013(01)



本文编号：3015455