锂电池充电均衡控制研究
3.2 控制策略
(1)在控制器的设计实验中,对锂离子电池的充电控制方法,采用恒流转恒压充电控制法。在恒流充电模式下,以0.3 A的电流对锂离子电池进行充电,与此同时,微控制器循环采样锂离子电池端电压值。待电压达到4.2 V时,微控制器自动转入恒压充电状态。在恒流充电状态下,通过反复实验跟踪单体电池的电压并不断调整程序中事先设定的均衡值,直到所有电池电压近乎同时达到最高电压,进而找到合适的均衡值。
(2)主控制器不断检测子电池电压并计算平均电压,当检测到有电池的电压低于平均电压的差值达到程序设定的均衡值时,主控制器定时器就会产生两路一定占空比的PWM信号,偏离预设值越大,PWM的占空比也就越大。该过程持续到各电池电压等于平均电压。如此循环,直到所有电池充电结束。
(3)如果检测到某单体电池电压与均值的差超出均衡值较大,而且其温度比其他电池都高,此时可将其序号记录下来,方便对其追踪观察及预测其报废时间。设计的均衡系统软件流程图如图5所示。本文引用地址:https://www.eepw.com.cn/article/201809/388579.htm
4 实验结果及结论
在实验室条件下,任意选取6节容量为10 Ah的锂电池串联成电池组作为实验对象,将设计的均衡控制策略通过Matlab的Simulink进行仿真验证。充电开始时,用3 A电流对电池组进行恒电流充电,并在总电压上升至24.8 V时由恒流充电转为恒电压充电,此时,充电电流不断下降,当其下降至0.3 A时停止充电。均衡前后各单体电池电压曲线如图6所示。
从图中可以看出,均衡前单体电池的相对电压差为0.104 V,而经过均衡控制后缩小到0.056 V。均衡后,单体电池的不一致性得到了控制。实验表明设计的均衡控制器,简单可靠、均衡性好,适用于电动汽车储能系统。
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