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均衡控制技术主要是决定均衡能量转移的对象,对于能量消耗方式,主要决定哪个电池需要消耗能量,什么时候该开始,什么时候该结束。对于能量利用方式,需要决定哪个电池需要转出能量,哪个电池需要转入能量,什么时候该开始什么时候该结束。董博等人[3]从荷电状态SOC估算入手,通过对单体电池SOC准确估算,来作为均衡的判断依据,即最高单体的SOC与最低电池的SOC差异大于某个设定值后,均衡启动,直到最高SOC的单体与最低SOC单体之间SOC差值少于某个设定值。韩江洪等[4]改进了基于SOC的均衡控制策略,考虑了倾向于过充、倾向于过放和整体容量一致三种情况,分别以不同的启动和终止条件来对电池进行均衡。这类均衡策略最大的困惑在于SOC估算的困难,要实现有效能量转移,就必须对能量转入和转出有正确的判断,以免随机盲目的转移电能,而SOC的估算准确度很难做到10%以内,即使做到10%以内,那么电池容量这么大的差异已经远远超过了使用者对电池不均衡的容忍度,也就是说,基于SOC估算的均衡效果无法使人满意。文献[6]则是将电压完全一致作为控制依据,当单体最高电压和最低电压的差值大于某一设定值的时候,开启均衡,直到单体最高电压和最低电压的差值小于某一设定值。这种方法原理上就存在缺憾,电压大多数时候无法准确的代表电量多少,这种控制策略会不停的盲目随机的启动和停止均衡能量转移。
通常理解的充电是指插电充电,充电过程的特点是电池组的总电流或者总电压稳定,静置过程的特点是用电电流为0或者稳定的小电流,放电过程表现为工况电流,对于混合动力,即使电能流向电池也算工况。文献[6]分析了能量消耗方式和能量转移方式在充电过程中的应用,因为充电的目的是每个电池达到SOC100%,并且SOC100%就是由充电满来定义,因此充电均衡是可以实现的。均衡充电的理想是根据电池单体的不同状态来调整每个电池单体的最佳充电电流,使所有单体的充电曲线达到类似并联充电的效果。静置过程中的均衡,文献中按照充电过程来进行均衡[7]。 放电过程的均衡,是均衡的难点,由于电流较大,一般采用能量转移方式。
图3 均衡充电原理示意图
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