[發明專利]總線式鋰電池組均衡系統預測控制方法

有效

• 申請號: 201710391707.3
• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號: CN107134827B
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發明（設計）人: 凌睿;劉輝;伍洲;胡青;王殿;馮洋飛;甘坤
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H01M10/42
• 代理公司: 50240 重慶天成卓越專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 路寧<國際申請>=<國際公布>=<進入國

1.一種總線式鋰電池組均衡系統預測控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1，建立鋰電池組均衡系統的被控對象狀態空間模型；

所述S1包括：

建立單體電池的電量變化模型

結合均衡器的均衡效率

以及新建立的控制變量

得出考慮均衡效率的單體電池電量變化模型

考慮所有單體電池的電量變化，得出均衡系統整體的狀態空間模型并將其離散化得到

x(k)＝(I_n×n+At₀)x(k-1)+B(k-1)t₀u(k-1)

其中

A＝-τI_n×n

u(k)＝[u_1,1(k),u_1,2(k),u_2,1(k),u_2,2(k),...u_n,1(k),u_n,2(k)]^T

為了保證系統安全可靠地運行，均衡系統的狀態空間模型應當滿足均衡末態約束條件，

x₁(K)＝x₂(K)＝…＝x_n(K)

總線電壓穩定條件

同時控制作用應當滿足

u_j,1(k)u_j,2(k)＝0,k＝1,...,K,j＝1,...,n；

其中x_j表示第j個電池的電量，v_j表示第j個電池兩端的電壓，表示第j個電池的均衡電流，表示能量總線輸入到與該電池并聯的均衡器的電流，j＝1,2,...,n代表串聯的單體電池序號，鋰電池組包含n個串聯的單體電池；τ＞0為電池的自放電率，v_bus為能量總線上的電壓；和是關于均衡器的輸入電流和輸入輸出電壓的非線性函數，I_n×n為n階單位矩陣，k是離散時間序列，t₀是連續狀態空間模型到離散狀態空間模型的采樣周期，假設均衡完成的時刻是K，其中K為大于1的正整數，

S2，外環控制器采用預測控制方法，同時考慮均衡速度和均衡效率，對鋰電池組中單體電池的電量進行預測，生成最優電量變化曲線以及對應的均衡電流大小；

S3，內環控制器采用PI控制器的形式，通過控制單體電池的均衡電流和能量總線電壓實現單體電池的電量按照外環控制器設定的最優電量變化曲線變化。