作者简介:

宫学庚( 1972- ) , 男, 天津 人, 北京航空航天大学机械工程及自动化学院博士生 , 研究方向: 新型电源技术与应用;
齐铂金( 1963- ) , 男, 湖南 人, 北京航空航天大学机械工程及自动化学院教授, 博士生导师, 研究方向: 新型电源技术与应用。

电动车电池均衡控制的建模与分析

宫学庚, 齐铂金

( 北京航空航天 大学机械工程及自动化学院, 北京 100083)

摘要: 电动汽车电池的不一致性是影响其性能的主要因素 , 研究电池的均衡控制技术很重要。建立了一种 用于电动汽 车电
池均衡的能量闭环智能控制模型, 根据模型的原理提出了 一种逆变分压动态充放电均衡控制策略。研究结果 表明: 研 究的
控制模型和策略具有高效、

节能和智能化的特点 , 适合于电动汽车电池的在线均衡。

关键词: 电动汽车;

电池均衡;

智能控制

中图分类号: T M 912 9

文献标识码: A

文章编号: 1001- 1579( 2005) 01- 0037- 02

Modeling and analyzing on the control of equalization of

batteries for electric vehicle

GONG Xue geng, QI Bo jin

( Mechanical Engineer ing and A utomatiz ation School, Beij ing U niver sity of A er onautics and A stronautics, Beij ing 100083, China)

Abstract:

T he inequality of batteries for electric vehicle was one of the main factors that had bad effects on performance It w as

important to research o n the technology of equalizing control for batter y

An intellig ent control model based on energ y closed loop

w as constructed and a kind of control str ategy based on the inver ted pr inciple and charge discharge principle was put fo rward for

equalizing batter ies T he results of analysis indicated that the contro l model and strateg y were of hig h efficiency , energy sav ing and

intelligence, they were applicable for the o nline equalizat ion of batteries

Key words:

electric vehicle;

batter y equalization;

intelligent control

电动汽车( EV) 的电池组中, 单体电池的 不一致性会降低 电

池组的使用水平, 影 响 EV 的性能

[ 1]

。研究 先进 的电池 均衡 控

制技术, 以减轻单 体电池 在使 用过 程中 出 现的 差异, 将 能够 最
大限度地发 挥电池的效 率、

延 长使用 寿命、增加 EV 的安 全性。

本文作者研究的均衡理论和控制 技术, 并不能 够解决 电池由 于
制造工艺而导致的性能差异, 生产工艺 和筛选 标准是 电池组 在
使用前一致性的决定因素

[ 2]

。

1 智能均衡的控制模型

由于在电池组中有可能同时 存在剩 余能量 低和高 的电池,

因此高性能的均衡管理系统要具 备充放 电均衡 功能, 还要有 良
好的充放电均衡匹配和控制策略, 以及 放电能 量的回 收再利 用
控制。

基于上述考虑, 本文作 者提出 了用 于 EV 串 联电池 组中 单

体电池之间能量均衡管理的能量闭环智能控制模型, 见图 1。

图 1 中 , I

dis

为用于均衡的放电电流; U

dis

为用于均衡的放 电

电压; I

chi

为用于第 i 只电池均衡的充电电流; U

chi

为用于第 i 只

电池 均 衡的 充电 电 压。图 1表明 了 模型 中能 量 的 流动 匹 配原

图 1

能量闭环智能控制模型的基本原理

Fig 1

Diagram of intelligent control model based on energy closed loop

理。该模型为每个单体电池配 备了一个 独立的 充电单 元, 所有
充电单元的能量均由串联电池 组的放电 能量转 换而来, 均 衡能
量在独立 于系统外 界能 量的 闭合 环路 中流 动。用 于均 衡的 放
电功率为 W

dis

, 而用于均衡的充电功率为 W

ch

, 如式( 1) 、

( 2) 。

W

dis

= U

dis

I

dis

( 1)

W

ch

=

n

i = 1

U

chi

I

chi

( 2)

如果忽略能量在 线路 中流 动的 损失 和能 量转 换装 置的 效

率损失, 则用于均衡的放 电功率等 于充电 功率。依 据此原 理建

第 35 卷 第 1 期
2005 年

2 月

电

池

BA T T ER Y

BIM ON THL Y

Vol 35, N o 1
Feb , 2005