重庆交通大学 机电与车辆工程学院 重庆 400074

1 研究背景

锂电池相比铅酸蓄电池,具有比能量高、自放电率低、体积小、热效应弱、无记忆性、使用寿命长等优点,是电动汽车首选的动力源[1]。随着锂电池电动汽车市场的发展,锂电池的安全性能要求越来越高。锂电池组由单体锂电池串联而成。由于受锂电池自身和生产加工的制约,单体锂电池存在电阻、电压、容量等方面的差异,加之电池组装顺序不同,以及产生热量后的散热速率、自放电速率等差异,造成锂电池组在使用时存在单体锂电池参数不一致,进而对锂电池组的使用寿命和效率产生影响。在解决锂电池组不一致性问题时,除了控制生产加工程序外,还需要进行锂电池均衡管理控制[2]。笔者对锂电池均衡管理控制策略进行研究。

主动型和被动型是目前锂电池均衡管理控制策略的两种主要形式。被动型均衡管理控制策略也称耗散型均衡管理控制策略,在每个单体电池上并联一个可控的电阻进行分流,将容量大的电池中多余的电量以热量的形式消耗掉,实现整组电池电压的均衡。主动型均衡管理控制策略主要利用电路拓扑开关结构和算法进行融合,实现电量的转移,分为电量消耗型均衡管理控制策略和非电量消耗型均衡管理控制策略。电量消耗型属于电量浪费,非电量消耗型则是通过储能元件将电量多的部分传递给电量较少的电池。非电量消耗型均衡管理控制策略中,均衡电路结构复杂、控制难度较大,但是能够减少电量的浪费,降低电池热管理的难度,是当今电池均衡管理控制策略研究的重点[3]。……