基于模型的鋰離子動力電池主動均衡研究與實現.pdf

1、隨著新能源汽車技術的日漸成熟與相關車型逐步推出，鋰離子動力電池得到廣泛的應用，如何高效、安全地管理與使用鋰動力電池成為研究重點。實踐得知：數量眾多的單體電池在串聯(lián)使用中會產生一致性失衡問題，電池單體的不一致性存在會直接導致電動汽車的續(xù)駛里程降低、縮短電池使用壽命等，從而間接增加了電動汽車的使用成本，制約了電動汽車的產品化應用與推廣。
　　本文研究分析了單體一致性失衡產生原因及表現形式，對常見的均衡電路拓撲結構進行對比分析，采用改進

2、型集中式多層拓撲作為均衡實現方案，并根據硬件方案的工作特點研究設計專用的均衡變量判定與修正算法以及均衡模式自調節(jié)執(zhí)行策略。
　　在硬件設計中選取正激式雙向隔離變壓器式 DC/DC作為均衡器的泵能模塊，采用同步整流的工作方式提高其轉換效率。選用低壓低內阻MOS管對作為單體選擇切換開關，相對繼電器方案降低了成本、體積的同時延長電路的使用壽命。利用CAN網絡構建可堆疊式系統(tǒng)級均衡解決方案，通過增添BMS內網CAN通信協(xié)議矩陣，可以直接與

3、原有BMS系統(tǒng)兼容。
　　本文采用基于模型開發(fā)的軟件設計方法，運用 MATLAB軟件平臺提供的Simulink/Stateflow工具完成軟件控制算法的層次化模型搭建，同時搭建了各個控制對象模型包括：均衡板硬件抽象模型、充放電設備模型、電池包一致性模型等，在此基礎上實現MIL仿真，通過多種循環(huán)工況仿真驗證了控制算法執(zhí)行效果以及主動均衡對電池使用效能的提升效果。最后在RTW環(huán)境下完成軟件目標系統(tǒng)構架的編寫和底層驅動模塊的模型搭建，實