信息学院王浩宇课题组在电池管理系统领域取得重要进展

ON2021-09-25文章来源 信息科学与技术学院CATEGORY新闻

近日,信息学院智慧能源中心(CiPES)王浩宇课题组在电动汽车动力电池管理系统领域取得重要进展。课题组提出了一种基于LCC谐振电路的锂电池均衡系统,该均衡系统可实现从电池组到电池单体之间的开环恒定电流均衡,为电动汽车动力电池容量不匹配问题提供了新的解决方案。相关研究成果以“An LCC Based String-to-Cell Battery Equalizer with Simplified Constant Current Control”为题在线发表于电力电子领域国际知名学术期刊IEEE Transactions on Power Electronics

随着电动汽车相关领域的蓬勃发展,作为电动汽车核心组件的动力电池系统受到越来越多的关注。动力电池系统由于其高压大功率的应用需求,通常需要大量锂电池单体串并联使用。由于电池单体的差异性,动力电池系统面临着单体电压不匹配、充放电不充分等问题。目前,特斯拉等电动汽车厂商多采用被动均衡技术,将多余的电量通过电阻耗散掉,这种方法会造成电动汽车的续航里程的衰减,并引发热量管理问题。

相较于被动均衡,主动均衡通常需要复杂的控制电路,并且均衡过程中电流的衰减会影响均衡速度。为了降低电路的控制复杂度,同时提升电池均衡速度,研究人员系统地研究了LCC谐振变换电路的输出特性,并对锂电池在充放电过程中的非理想特性进行了补偿。该项工作采用电池组到单体电池的均衡架构(String-to-Cell),利用LCC谐振拓扑在谐振频率点的良好恒流输出特性,实现了开环恒定电流控制的高效均衡。同时,该工作采用的软开关技术可使得均衡器达到88.1%的能量转换效率。


均衡电路原理图和控制逻辑


电池串电压均衡效果展示,该研究所提出的均衡技术可以有效地保证电池组工作的一致性


该项工作全部在亚搏手机版app下载完成,2019级硕士研究生韦峥祺为第一作者,2020届硕士毕业生彭发祥为共同作者,王浩宇教授为通讯作者,亚搏手机版app下载为第一完成单位。本项研究得到了国家自然科学基金、上海市科委启明星计划等课题的资助。

文章链接:https://ieeexplore.ieee.org/document/9508163