[發明專利]一種蓄電池組電量自適應優化平衡控制方法

有效

• 申請號: 201910634496.0
• 申請日: 2019-07-15
• 公開（公告）號: CN110303945B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 王亞雄;鐘浩;陳錦洲;陳家瑄
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: B60L58/22
• 分類號: B60L58/22
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 錢莉;蔡學俊

1.一種蓄電池組電量自適應優化平衡控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：設計蓄電池組雙向升降壓變換器式相鄰型平衡系統，包括電池狀態監測單元、電池組平衡優化控制器、雙向自適應控制器、蓄電池組與雙向升降壓變換器均衡電路；

步驟S2：建立雙向升降壓變換器的數學模型；

步驟S3：設計雙向自適應控制器，獲取參數自適應律及控制律；

步驟S4：設計蓄電池組相鄰型平衡系統優化控制策略，獲取最優分配的平衡電流；

其中，步驟S4具體為：首先通過蓄電池組各單體電池狀態i(t)、V(t)、T(t)預估其電量狀態，判斷其電量差異是否達到平衡開啟的閾值上限或者上次平衡是否完成，不滿足條件則會返回重新預估電量狀態，如果滿足條件則繼續判斷電量差異是否達到平衡閾值下限，滿足條件則重新預估電量狀態，不滿足條件則開啟平衡使能，并進入平衡電流分配優化環節，輸出平衡電流；

其中，所述平衡電流分配優化環節包括以下步驟：

步驟S41：建立平衡系統狀態模型，考慮蓄電池組相鄰型平衡系統中電量的轉移路徑，建立能夠表征電池荷電狀態的狀態模型，如下所示：

式中，為蓄電池組中所存儲的電量，為蓄電池組中所存儲的電量的變化量，其中是電池組各單體電池荷電狀態，n代表電池組單體電池串聯數量，對角矩陣的對角線數據為電池組各單體電池的額定容量，為受控平衡電流占比，對角矩陣代表平衡拓撲結構所能提供的最大電流，T代表平衡系統的拓撲結構；

將上述狀態模型變換為：

式中，將控制參數作為輸入，電池荷電狀態表示如下：

步驟S42：結合電池狀態約束，設計蓄電池組平衡系統控制策略；構建目標評價參數如下所示：

式中，U＝[-1,1]^n-1表示系統控制量的取值范圍，D＝[0,1]ⁿ表示電池荷電狀態取值范圍，代表蓄電池組各單體電池荷電狀態之間的差異性，其中R為權值；其中，x_i(t)表示t時刻蓄電池組中第i個電池的荷電狀態，x_ref(t)為t時刻蓄電池組的自適應控制器參考量；

步驟S43：輸出平衡電流：根據以上所計算的最優控制量u(t)，根據以下公式將其轉換為蓄電池組相鄰型平衡拓撲電路的控制電流：

I(t)＝I_uu(t)；

進而得到理想條件下蓄電池組各單體電池平衡過程中的動態電流：

I(t)＝TI_uu(t)。