上科大信息学院王浩宇课题组在电池管理系统领域取得重要进展

近日，信息学院智慧能源中心（CiPES）王浩宇课题组在电动汽车动力电池管理系统领域取得重要进展。课题组提出了一种基于LCC谐振电路的锂电池均衡系统，该均衡系统可实现从电池组到电池单体之间的开环恒定电流均衡，为电动汽车动力电池容量不匹配问题提供了新的解决方案。相关研究成果以“An LCC Based String-to-Cell Battery Equalizer with Simplified Constant Current Control”为题在线发表于电力电子领域国际知名学术期刊IEEE Transactions on Power Electronics。

随着电动汽车相关领域的蓬勃发展，作为电动汽车核心组件的动力电池系统受到越来越多的关注。动力电池系统由于其高压大功率的应用需求，通常需要大量锂电池单体串并联使用。由于电池单体的差异性，动力电池系统面临着单体电压不匹配、充放电不充分等问题。目前，特斯拉等电动汽车厂商多采用被动均衡技术，将多余的电量通过电阻耗散掉，这种方法会造成电动汽车的续航里程的衰减，并引发热量管理问题。

相较于被动均衡，主动均衡通常需要复杂的控制电路，并且均衡过程中电流的衰减会影响均衡速度。为了降低电路的控制复杂度，同时提升电池均衡速度，研究人员系统地研究了LCC谐振变换电路的输出特性，并对锂电池在充放电过程中的非理想特性进行了补偿。该项工作采用电池组到单体电池的均衡架构（String-to-Cell），利用LCC谐振拓扑在谐振频率点的良好恒流输出特性，实现了开环恒定电流控制的高效均衡。同时，该工作采用的软开关技术可使得均衡器达到88.1%的能量转换效率。

图：均衡电路原理图和控制逻辑

图：电池串电压均衡效果展示，该研究所提出的均衡技术可以有效地保证电池组工作的一致性

该项工作全部在上科大完成，2019级硕士研究生韦峥祺为第一作者，2020届硕士毕业生彭发祥为共同作者，王浩宇教授为通讯作者，上科大为第一完成单位。本项研究得到了国家自然科学基金、上海市科委启明星计划等课题的资助。

论文链接（点击阅读原文获取更多内容）：

https://ieeexplore.网址未加载/document/9508163

排 版 张丽敏

编 辑 高正纯

高 瑄

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