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新型组合式电池均衡充电器的设计

更新时间：2020-03-19 08:10:17 大小：3M 上传用户：六3无线电查看TA发布的资源 标签：电池均衡充电器 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）收藏评论(0) 举报

资料介绍

近些年，锂电池得到了越来越普遍的重视和使用，然而单体的锂电池输出功率有限，所以在需要大功率输出的情况下，需要将大量单体电池经串、并联组合成为动力电池组。但是在制造过程中由于制造工艺、电池材质、内阻及环境温度等差异将会导致电池组内部单体电池串之间出现电压不均衡现象，在使用过程中，会造成某单体蓄电池的过充电和过放电现象，严重的影响了动力电池组的使用寿命。为了确保电池性能和延长电池的使用寿命，动力电池组均衡控制研究是非常必要的。

现有均衡控制方法大多采用开关电容、旁路电阻、变换电路等单一方式直接对动力电池组中单体电池进行均衡控制，这些方式虽具有结构简单、成本低廉等优点，但由于动力电池组是由大量单体电池经过串、并联方式组合而成，其内部电气特性极其复杂，导致均衡过程具有时变性、非线性及不确定性等特点，因此上述方法存在着明显的缺陷，即不能对动力电池组进行精确的均衡控制，也不能进行均衡算法的进一步优化。

鉴于此，提出了一种基于模糊控制的组合式电池均衡系统，本文以MOSFET作为逆变功率开关管，选用半桥逆变拓扑结构以及Cuk自均衡电路，搭建了组合式电池均衡器。采用数字控制技术，设计以C8051F020单片机为核心的控制系统，利用C8051F020单片机对采样信号进行处理，实现对电池均衡的闭环控制，并在此基础上设计了均衡控制算法，使用基于脉宽调制方式下的双模式控制模型的模糊控制来解决动力电池组复杂均衡控制问题。模糊控制采用双输入单输出的控制结构，即将单体电池串最大不均衡度E及充电电流I作为控制输入，将驱动信号的占空比D作为控制输出，并分别进行了控制器无负载静态均衡情形及带载动态均衡情形时的仿真实验。

结果表明，针对任意输入的误差电压信号值或负载电流值均衡能够实时确定控制输出所提出，控制算法能够较好的解决动力电池均衡过程时变性、非线性及不确定性问题，并改善了控制精度。