AGV锂离子电池均衡系统：反激变换器与DC/DC充电策略

本文主要探讨了AGV车用锂离子电池组均衡系统的设计，针对AGV电池在恶劣环境下运行导致的电池不一致性问题，提出了基于单端反激式变换器和DC/DC恒流恒压的均衡充电方案。该方案采用能量转移型均衡策略，能够有效地解决电池组在大电流充放电过程中的不均衡问题，实验结果显示，均衡电路能量转换效率超过85%，可支持最大300A的充电电流和150A的放电电流条件下的快速均衡。 AGV（Automatic Guided Vehicle）即自动导引运输车，其在物流、仓储等领域广泛应用，对电池性能和均衡性的需求较高。电池组均衡技术是保证AGV电池性能的关键，常见的均衡控制技术包括能量耗散型和能量转移型。能量耗散型简单但效率低，而能量转移型虽复杂但能更有效地保持电池组的一致性。本文所采用的即是能量转移型方案，通过反激式变换电路和DC/DC转换，将能量从高电压单体转移到低电压单体，提高整个电池组的使用效率。 在均衡电路设计中，单端反激变换器扮演了核心角色。这种变换器输入电压来自电池组，范围在18至36V之间，输出12V，功率100W。其工作原理是利用MOSFET Q1的导通和截止，通过变压器和电容C1来实现能量的存储和传输。当Q1导通时，能量存储在变压器的电感中；截止时，能量通过二极管D1和D2传递给负载，并同时对C1充电。通过计算原边绕组中的储能和开通时间，可以优化变换器的性能，确保能量的有效转移。 此外，为了保证在大电流充放电情况下的均衡效果，均衡策略需具备高效且快速响应的特点。实验数据证明，该均衡电路可以实现在最大10A的恒流恒压充电，同时在300A充电电流和150A放电电流下，电池组的不一致性能够被迅速调节，满足AGV的高性能需求。 本文提供的AGV车用锂离子电池组均衡系统设计，结合了单端反激变换器和DC/DC恒流恒压充电策略，为解决AGV电池在恶劣环境下的均衡问题提供了有效解决方案，提高了电池组的使用寿命和整体性能。这种设计对于保障AGV的稳定运行以及优化能源利用具有重要意义。