锂电池能量管理系统优化与策略研究*
2021-07-30张香林吴曙东李耐根
机械工程与自动化 2021年4期
关键词:控制策略
张香林,吴曙东,李耐根
(新余学院,江西 新余 338004)
0 引言
锂电池作为新能源动力系统,是通过串并联的形式组成电池组对外提供电源。在锂电池使用过程中,由于电池单体之间的不一致[1,2],使得某些电池“过充”或“过放”,从而提前老化,导致整个电池组无法正常工作。
为了延长电池组的使用寿命,需要对每一节电池进行精细化管理,使得每一节电池都不过度使用。为此,本文将通过MATLAB的电池模型[3],构建基于SOC的主动均衡的串联电池充电系统和并联电池有序放电策略,对锂电池组能量管理系统进行优化,并通过仿真进行验证。
1 锂电池等效电路模型[4,5]
串联充电均衡控制仿真系统的基础是电池单体模型,本文所建立的锂电池模型是二阶RC等效电路模型。为了能够更加准确地表达锂电池工作实际情况,我们通过实验数据构建二维动态变化的仿真模型,其模型参数通过lookup table模块、二维查表的方式确定其动态值。图1为二阶RC电路模型,其中R0、R1、C1、R2、C2值都不仅受SOC影响,还随温度的变化而变化。

图1 二阶RC电路模型
2 串联电池均衡控制系统[6,7]
锂离子电池在生产过程中,由于工艺、流程、环境和人员的差异,各个动力电池必然存在不同,主要表现在电池容量、内阻等方面。这些差异,在电池使用过程中会进一步扩大。为了避免这种差异的进一步扩大,就要在电池使用过程中对每一节电池的充、放电情况进行精确管理,做到每节电池既不过充又不过放,才能保护电池,延长整个电池组的使用寿命并节约能源。……
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