基于充电电压的锂离子电池组在线均衡技术

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"在线均衡(online equalization)"是锂离子电池组在充电过程中的一种均衡技术,旨在解决电池组中单个电池电压不一致的问题。该技术的重要性和应用主要集中在提高电池包的整体性能和寿命,特别是在电动汽车(Electric vehicle, EV)领域。 文章详细介绍了基于充电剩余容量估计(remaining charging capacity estimation, RCCE)的在线均衡策略。作者Yuejiu Zheng等人提出了一种基于RCCE观察器的消散单元均衡(Dissipation Cell Equalization, DCE)算法。这种算法的目标是在充电过程中实时监测并调整电池组内各单元的电压,以实现电池容量的均衡。 他们建立了一个电池包系统模型来验证RCCE和DCE的有效性。研究表明,使用RCCE和DCE的电池包,在均衡后与理论上的电池包容量差异很小,这表明该方法能够实现精确且高效的均衡,同时避免过度均衡的问题。过度均衡可能导致电池过充或过放,从而损害电池性能和安全性。 在电动汽车中,电池包的性能至关重要,因为电池单元间的差异会导致整个系统的效率降低和寿命缩短。细胞间的不一致性可能源于制造过程中的微小差异,或者在使用期间的循环老化。因此,细胞均衡技术如RCCE和DCE对于确保电池组的一致性、稳定性和整体可靠性具有重要意义。 通过对充电电压的监控和分析,RCCE算法可以估计每个电池单元的剩余充电容量,从而指导均衡策略的执行。这种方法不仅有助于在充电过程中平衡电池组,还能减少不必要的能量损失,因为DCE算法是基于实际容量的估计,而不是简单地通过电流注入或抽取来实现均衡。 这项研究提供了一种创新的在线均衡解决方案,对于优化锂离子电池包的充电性能,延长电池寿命,以及提升电动汽车的行驶里程和驾驶体验有着积极的影响。关键词包括:电动车辆、电池包、电池变化、单元均衡、容量估计和充电电压。该研究发表于2013年,展示了在电池管理系统(Battery Management System, BMS)设计中,如何利用先进算法有效解决电池组的均衡问题。