在新能源汽車領(lǐng)域,純電動汽車在技術(shù)和市場份額上均占據(jù)著絕對優(yōu)勢,勢頭正勁。每輛電動汽車的動力來源都是由成百上千的單體電池組成的電池組提供的,同時電池組的最大可用容量取決于剩余容量最小的電池。動力電池的生產(chǎn)制造工藝比較復(fù)雜,不可避免的產(chǎn)生個體間的差異,使得電池存在不一致性。同時在使用過程中電池間的不一致性會加劇,導(dǎo)致單體電池可用容量不同程度地衰減,最終降低電池組的整體能量利用率,降低行駛里程,且極易引起電池的過充、過放,損壞電池。因此對電池組進(jìn)行能量均衡控制,改善不一致性,提高電池組可用容量,意義重大。本文首先對電池不一致性的產(chǎn)生原因進(jìn)行了分析,對最能夠表現(xiàn)出電池不一致性的變量:電壓、容量、荷電狀態(tài)(SOC)等進(jìn)行了分析、對比。其中SOC最能準(zhǔn)確地反映電池的不一致性,因此選擇SOC作為均衡變量(評價指標(biāo))。其次建立了電池等效電路模型,用來反映電池的外特性,并研究了一種聯(lián)合修正估算法用于電池SOC估算,進(jìn)一步提高了估算的精度,為均衡提供了精度保證。然后設(shè)計了一種單元化均衡電路,可實現(xiàn)能量的雙向流動,并對控制信號進(jìn)行了量化分析,確定了電路中電流、電壓、控制信號之間的關(guān)系,為均衡提供了硬件基礎(chǔ)。最后對控制策略進(jìn)行了研究,先研究了一種基于閾值控制的兩段式控制策略,并制定了均衡判斷條件和均衡流程。然后研究了一種基于模糊控制的策略,對均衡系統(tǒng)進(jìn)行模糊控制設(shè)計,制定了均衡系統(tǒng)的模糊規(guī)則。最后將兩種控制策略進(jìn)行了仿真對比,相比較下,模糊控制策略效果更好,可以實現(xiàn)均衡電流的動態(tài)調(diào)整,均衡速度更快,效率更高,有效地改善了電池組不一致性,提高了電池組能量利用率。
【學(xué)位單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：U469.72;TM912
【部分圖文】：

65.00 5.43 7.26 74.71%97.50 3.51 7.29 48.11%130.00 0.74 7.31 10.08%.1.3 均衡控制研究意義眾所周知，動力電池的成本決定著電動汽車的價格，同時汽車的續(xù)航能力由電池所決定的。對于任意一款純電動汽車，它的動力源都是由大量的電池的動力電池組提供的。電池的生產(chǎn)過程工序繁多，制造過程極為復(fù)雜，電池產(chǎn)過程中每一個小小的細(xì)節(jié)都會引起電池間性能出現(xiàn)不一致。同時電動汽車駛的過程中電池間不一致性會加劇，這主要是由于在行駛過程中路況復(fù)雜，汽車啟動、停止較為頻繁，使得電池組工作狀態(tài)不夠穩(wěn)定，會引起電池組內(nèi)境的變化，進(jìn)一步對電池性能造成不同程度的影響。這些會最終使得整個電車的電池組的有效容量降低，同時電池的可循環(huán)使用次數(shù)減少，降低行駛里程嚴(yán)重的是會引起電動汽車的安全問題[10]。如圖 1.2 所示。單體電池 1、2、3 的額定容量分別為 C1、C2、C3，剩余電 S1、S2、S3。

究現(xiàn)狀對串聯(lián)動力電池組均衡的方法一般可分為兩其中，化學(xué)均衡方法的研究仍處于初級階段衡，具體可分為能量耗散式均衡和能量非耗均衡衡又稱被動均衡，主要是利用耗散元件消耗通過消耗電壓較高的電池的多余能量來實現(xiàn)撲有固定電阻分流法和開關(guān)電阻分流法[26]，

電路如圖 1.5 所示。該類均衡拓?fù)涫熳儞Q器電路為基礎(chǔ)，以電感作為能量的均衡拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)[27]，在相鄰兩節(jié)電池之使得電感能夠先將電壓較高電池的部分池充電。以C k為基礎(chǔ)的均衡拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)路，且相鄰兩節(jié)電池的旁路之間跨接一直在相鄰兩節(jié)電池之間進(jìn)行傳遞。該類大，均衡變量不再僅限于電壓，可以實，成本較高，對開關(guān)陣列的控制精度要量傳遞，當(dāng)應(yīng)用于有較多單體的電池組

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2830161