【摘 要】
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近年来,为了应对能源危机、环境污染和气候变暖等问题,电动汽车成为汽车领域的主要发展趋势。电动汽车的动力电池组通常由多个单体电池串联或并联组成,以满足电动汽车的电压、功率和能量要求。但是单体电池会因制造和使用过程的差异而产生不一致性,从而影响电动汽车的续航里程和安全性。因此,本文在电池荷电状态估计的基础上对电池组进行均衡控制来改善电池的不一致性问题。首先,本文分析了不同均衡电路的优缺点,在分布式非耗
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近年来,为了应对能源危机、环境污染和气候变暖等问题,电动汽车成为汽车领域的主要发展趋势。电动汽车的动力电池组通常由多个单体电池串联或并联组成,以满足电动汽车的电压、功率和能量要求。但是单体电池会因制造和使用过程的差异而产生不一致性,从而影响电动汽车的续航里程和安全性。因此,本文在电池荷电状态估计的基础上对电池组进行均衡控制来改善电池的不一致性问题。首先,本文分析了不同均衡电路的优缺点,在分布式非耗散均衡电路的基础上设计了一种改进的Buck-Boost型均衡电路,使串联电池组构成一个环形能量回路,并通过最佳的均衡路径进行能量转移,减少电池组的均衡时间。其次,本文介绍了现有电池模型的特点,选择二阶RC等效电路模型建立单体电池模型,通过实验完成了电池模型的开路电压（Open Circuit Voltage,OCV）-荷电状态（State of Charge,SOC）关系曲线拟合和阻容参数辨识。比较不同均衡变量对电池均衡效果的影响,本文选择电池的SOC作为均衡变量,并采用反向传播（Back Propagation,BP）神经网络算法实现电池的SOC估算。然后,本文提出了一种基于电池SOC的均衡控制算法,由以下两部分组成:第一部分为基于粒子群优化（Particle Swarm Optimization,PSO）的能量路径优化算法,求出电池均衡的最优能量路径,提高电池均衡的能量利用率;另一部分为基于模糊推理的变论域模糊控制算法,实现均衡电流的动态调节,减少电池均衡的时间消耗。最后,本文利用MATLAB/Simulink搭建了电池均衡系统,仿真分析结果表明改进Buck-Boost型均衡电路使均衡时间缩短了 26%;基于PSO的能量路径优化算法使能量损耗减少了 2.02%;基于模糊推理的变论域模糊控制算法比传统模糊控制算法缩短了均衡时间31%。本文提出的均衡方案减少了时间消耗,提高了能量利用率,有效地改善了电池的不一致性问题。
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