基于鋰電池SOC 的儲能電感主動均衡分層控制技術研究

司娟利，常紅梅

（陜西理工大學 機械工程學院，陜西 漢中 723000）

0 引言

目前，鋰電池已廣泛應用于新能源汽車領域。電池荷電狀態（SOC）的不一致對電池組的整體容量、充放電深度、安全性、使用壽命等有直接影響。在工程實踐中，分選法[1]不能完全解決電池不一致性問題，原因是電池在使用過程中反復充、放電，電池參數的差異逐漸累積，導致電池電量不均衡，可用容量下降、電池組整體性能衰退等問題[2]。

為了解決動力電池SOC 在實際應用中的不一致問題，均衡技術應運而生。常見的電池均衡技術有被動均衡和主動均衡兩種方式[3]。電阻式被動均衡已經廣泛應用于工程實踐中，其原理是電池在充電過程中某個單體SOC 高于其他單體時閉合旁路開關，將充電時多余的能量通過并聯電阻進行消耗，當與其它電池SOC 趨于一致時斷開開關，與其它電池SOC 保持一致。被動均衡的主要問題是消耗能量的同時產生溫升，給電池的溫度管理帶來挑戰[4]。主動均衡不同于被動均衡，其最大特點是通過電感、電容以及變壓器等儲能電器元件傳遞能量達到電池均衡的目的。主動均衡彌補了被動均衡的不足，是工程實踐中趨于主流的均衡方法，如Buck-Boost 轉換模型，Cuk 轉換模型，還有分散式直流DC-DC 變換器模型等都可實現能量雙向轉換，且損耗低，效率高[5-6]。陳正剛等[7]研究了分布式電感均衡，此均衡電路結構簡單且優于電容均衡電路。李小龍等[8]提出將Buck-Boost 變換器結合開關矩陣，通過對電感分時復用實現電池組的均衡，并實驗驗證了電池單體間的能量雙向傳輸。……