總線式電池均衡系統(tǒng)的優(yōu)化控制算法研究.pdf

1、鋰離子電池是儲(chǔ)能技術(shù)中一項(xiàng)重要技術(shù)。而由于鋰離子電池的特性，必須以一定數(shù)目的電池串聯(lián)成電池組來使用鋰離子電池。而當(dāng)以電池組形式使用時(shí)，由于電池組內(nèi)部各個(gè)電池單體的參數(shù)不一，會(huì)出現(xiàn)過充現(xiàn)象或者過放現(xiàn)象。該現(xiàn)象的產(chǎn)生，將會(huì)嚴(yán)重影響電池組整體性能的發(fā)揮以及電池組整體的使用壽命。因而近年來，對(duì)于電池均衡系統(tǒng)的研究成為了一個(gè)熱點(diǎn)。
　　論文針對(duì)總線式均衡網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的電池均衡系統(tǒng)，展開了對(duì)其能量分配問題的算法研究。利用一致性算法、預(yù)測控制優(yōu)化算

2、法，解決了能量均衡問題。論文工作如下：
　?、賹?duì)于被控變量為電池電量的系統(tǒng)，根據(jù)總線式均衡網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，確立系統(tǒng)的無向拓?fù)鋱D，再以能量守恒定律作為約束條件，建立了在考慮轉(zhuǎn)移能量損耗問題的系統(tǒng)模型，設(shè)計(jì)了一階一致性協(xié)議。運(yùn)用李雅普諾夫函數(shù)分別證明了處于靜態(tài)時(shí)和處于動(dòng)態(tài)時(shí)系統(tǒng)都是漸進(jìn)穩(wěn)定的。通過仿真，驗(yàn)證了該算法實(shí)現(xiàn)電量一致的可行性。
　?、跒榱藴p少系統(tǒng)的計(jì)算量，降低均衡功率的最大值，以及較為理想的實(shí)現(xiàn)電池能量均衡系統(tǒng)的最終需求，系

3、統(tǒng)以均衡功率為被控變量，建立了帶有能量轉(zhuǎn)移損耗的系統(tǒng)模型，設(shè)計(jì)了二階一致性算法。通過借鑒前人提出的二階一致性定理，證明了論文使用的控制協(xié)議對(duì)于該均衡系統(tǒng)是可以實(shí)現(xiàn)電量平均一致的。并通過仿真驗(yàn)證，驗(yàn)證了這一結(jié)論。
　?、蹖?duì)以電池電量為被控變量的系統(tǒng)，建立理想狀況下的整體模型，設(shè)立以無超調(diào)為目的的優(yōu)化指標(biāo)函數(shù)，引入預(yù)測控制作用，對(duì)電池均衡過程與結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化。并通過李雅普諾夫穩(wěn)定分析定理和無限時(shí)域預(yù)測控制穩(wěn)定定理，證明了預(yù)測出控制在電池