[發(fā)明專利]一種電動汽車電池均衡充電控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010125686.2
• 申請日: 2020-02-27
• 公開（公告）號: CN111152687A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 付曉琳;王鴻;程麗寧;王致杰;孫霞;陶夢琳;李占輝;王揚;張智禹;渠省委;李紫靜;劉衡;梅曉娟;王龍
• 申請（專利權(quán)）人: 上海電機學院
• 主分類號: B60L58/22
• 分類號: B60L58/22;H01M10/44;H02J7/00
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 宣慧蘭

本發(fā)明涉及一種電動汽車電池均衡充電控制方法，在充電均衡過程中，利用模糊控制算法調(diào)節(jié)電池組中每個單體電池的充電量實現(xiàn)均衡，具體包括：設(shè)置模糊控制器的語言變量；將設(shè)置的語言變量模糊化；確定模糊控制規(guī)則，將控制規(guī)則制作成模糊狀態(tài)表；采用加權(quán)平均進行反模糊化得到每個單體電池的PWM占空比信號u，對每個單體電池的充電量進行控制。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提高了對偏差的控制作用，進而提高系統(tǒng)靈敏度；同時設(shè)計雙輸入單輸出模糊控制器，通過對模糊集合論域的不斷調(diào)節(jié)，找到可調(diào)節(jié)范圍廣的隸屬度函數(shù)，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電池均衡技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種電動汽車電池均衡充電控制方法。

背景技術(shù)

純電動汽車以其在行駛過程中零排放的特性和高能量利用率的優(yōu)勢逐漸成為汽車行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。作為電動汽車主要驅(qū)動能源的鋰電池組，各單體電池多采用串聯(lián)方式連接，其狀態(tài)的好壞直接影響到整車使用的性能。目前電池組在使用前通過匹配能減少一些不均衡性的影響，但是仍不能根本解決均衡性的問題。鋰電池組在循環(huán)充放電的使用過程中，會使各單體電池能量的不一致性越發(fā)凸顯，不可避免。由于電池組不一致性問題的存在，造成電池組在可用容量和使用壽命等方面遠不及單體電池，并且加大了對電池進行管理和控制的困難程度。目前基于智能算法的電動汽車電池均衡研究多集中于模糊控制方法，如公開號為CN109617169A的中國專利申請公開了一種基于模糊控制的鋰離子電池均衡方法，該發(fā)明在基于電池電壓與SOC的混合均衡方法基礎(chǔ)上結(jié)合模糊控制，設(shè)計出基于電池電壓與SOC的雙模糊邏輯均衡控制方法，均衡電流可隨電池狀態(tài)的變化而變化，但是，該方法側(cè)重于模糊控制方法的應用效果研究，對于模糊控制器內(nèi)部的模糊規(guī)則設(shè)定、模糊集合設(shè)計不夠完善，導致模糊控制器穩(wěn)定性和靈敏性較差，系統(tǒng)振蕩現(xiàn)象加重。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種電動汽車電池均衡充電控制方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種電動汽車電池均衡充電控制方法，在充電均衡過程中，利用模糊控制算法調(diào)節(jié)電池組中每個單體電池的充電量實現(xiàn)均衡，具體包括：

S1、設(shè)置模糊控制器的語言變量：采用雙輸入單輸出模糊控制器，兩個輸入值分別為電壓差值e和電壓差值變化率ec，輸出值為PWM占空比信號u；在在模糊控制器中，e的實際變化范圍為誤差的基本論域，其語言變量為E；ec的實際變化范圍為誤差變化率的基本論域，其語言變量為EC；u為最終精確結(jié)果，其語言變量為U；電壓差值e和電壓差值變化率ec的量化因子分別為K_e和K_ec；比例因子為K_u；

S2、將設(shè)置的語言變量模糊化：根據(jù)電池組的工作電壓區(qū)間設(shè)定電壓差值e的基本論域，并獲取電壓差值e的量化因子K_e；語言變量E選取多個語言值，在確定語言值的模糊子集隸屬于函數(shù)μ的基礎(chǔ)上，建立語言變量E的賦值表；同理可獲取語言變量EC和語言變量U的賦值表；

S3、確定模糊控制規(guī)則，將控制規(guī)則制作成模糊狀態(tài)表；

S4、采用加權(quán)平均進行反模糊化得到每個單體電池的PWM占空比信號u，對每個單體電池的充電量進行控制。

進一步地，所述的步驟S1中，電壓差值e和電壓差值變化率ec的表達式分別為：

e＝U_ave-U_i

ec＝Δe＝e_j-e_i

式中，U_ave為整個電池組的平均電壓；U_i為電池組中某個單體電池電壓；e_i和e_j分別表示單體鋰離子電池i和的電壓偏差值。