SSB蓄电池动力锂电池主动均衡控制策略研究

2026-01-20 16:27:13

摘要：新能源汽车等领域飞速发展着，动力锂电池的性能以及安全性受广泛关注了。本文针对动力锂电池组于使用进程里出现的不一致性问题，深入展开研究主动均衡控制策略了。通过对电池组的电压、电流、以及温度等参数每时每刻地监测，运用先进的控制算法，达成对电池单体的能量均衡管理了。研究得出的实验结果，标明了所提出来的主动均衡控制策略，能够对电池组的一致性起到有效的改善作用，能提升电池组的整体性能以及使用寿命，给动力锂电池在实际应用时的可靠运行，提供了强大有力的保障，彰显出了重要的理论以及实践方面的意义 。

关键词：动力锂电池；主动均衡；电池一致性；能量管理

当下，全球都在倡导绿色能源以及可持续发展这样的大背景之中，新能源汽车产业蓬勃地兴起了，动力锂电池身为其核心部件，它性能的好坏会径直影响到车辆的续航里程，还有安全性以及使用寿命。然而，在实际进行使用的途中，鉴于电池制造工艺、工作环境乃至于充放电特性等这些因素存在差异，电池组内各个单体电池之间会出现不一致性的问题，这不但降低了电池组的整体性能，还有可能引发安全方面的隐患，所以说，研究有效的电池均衡控制策略拥有迫切的现实需求。

1动力锂电池主动均衡控制策略概述

1.1 动力锂电池均衡管理的意义

在动力锂电池实际应用里，鉴于电池单体制造工艺有差异，使用环境不一样，老化程度不相同等因素，电池组内各单体之间会出现性能不一致的状况。这种不一致状况致使电池组整体容量下降，充放电效率降低，严重影响电池系统性能与安全性。均衡管理借助特定技术手段，来调整电池单体间的差异，以使每个单体都能于最佳状态下工作，进而提升电池组总的容量以及可用能量，延长电池组的使用期限，增强电池体系在电动汽车、储能等领域的可靠性与稳定性，它是保障动力锂电池能够高效、安全运行的关键环节 。

1.2 主动均衡技术原理与方法

主动均衡技术借助外部电路，把能量从存在高能量的电池单体那儿，转移至具备低能量的单体，又或者直接去消耗拥有高能量单体的多余能量，以此达成电池组内单体之间的能量均衡 。实现方法存在多样情况，比如说基于电容的能量转移法，该方法把电容用作中间储能元件，于恰当的时机把高电压单体的能量储存至电容里，随后释放给低电压单体；基于电感的均衡法，此方法凭借电感的电磁感应特性，达成能量在单体之间的传递；另外还有基于变压器的均衡方式，经由变压器的变压作用来对单体间的能量予以调配。这些方法都有着各自的优点与缺点，需要依据具体的应用场景来开展选择以及优化 。

1.3 主动均衡控制策略的分类与特点

主动均衡控制策略，其有被大致划分出的三种类型，分别是集中式、分布式以及模块化。集中式控制策略，借助一个中央控制器，去针对所有电池单体开展监测以及均衡操作，它有着结构简单、成本是比较低的优势之处，然而却存在单点故障的风险，并且随着电池数量的增添，控制复杂度会上升。分布式控制策略，把控制功能分散于各个电池单体或者模块当中，每一个单体都自有独立的控制单元，能够对自身的不均衡状况进行快速响应，可靠性高，可是成本相对是较高的，并且各单元间具备较大的协调难度。模块化控制策略会把电池组划分成多个模块，于模块内部以及模块之间分头开展均衡控制，兼顾了集中式与分布式的部分长处，在大型电池组系统里应用颇为广泛，然而系统设计与管理相对繁杂，需要精细的模块划分以及协调机制。

2 不同主动均衡控制策略比较分析

2.1 基于电压的均衡控制策略

以电压为依据的均衡控制策略，属于极为常见的办法当中的一种，此策略借助实时监测电池单体的电压，在电压差超出设定阈值之际就启动均衡电路进行能量调整，它的原理简单较为直观，可以容易实现，在一定程度上能够缓和电池单体之间的电压不一致问题，进而提升电池组的整体性能 。然而，电压没办法完全精准地体现电池的实际荷电状态以及能量状态，特别是在电池老化时、电流波动幅度较大之时或者温度变化显著的状况下，有可能会出现误判，致使均衡效果不太理想，甚至有可能过度均衡或者均衡不足，进而影响电池组的寿命与性能。

2.2 基于电流的均衡控制策略

着眼于电池充放电进程里电流差异的均衡控制策略是基于电流的，精确测量每个单体电流，依据电流大小以及持续时间判定单体能量状态，进而施行均衡操作，这种策略能更直接展现电池能量变化情形，对动态工况下电池组均衡具备良好适应性，像是在电动汽车加速、制动等进程中，可及时调节单体间电流分配，减少能量损耗 。但此策略对于电流传感器的精度有着比较高的要求，并且电流测量容易受到电磁干扰等诸多因素进而产生影响，以至于造成测量误差，最终影响到均衡控制的准确性。

2.3 智能化均衡控制策略研究

伴着人工智能技术向前发展，智能化均衡控制策略渐渐变为研究热点，这类策略借助先进算法，像模糊逻辑、神经网络等，针对电池好多种参数做综合分析与处理，涵盖电压、电流、温度、内阻等，用以达成更精准的均衡控制力。模糊逻辑控制可处理系统里的不确定性以及模糊性信息，依据经验规则来决策，适应性颇强，神经网络有着强悍的自学习和非线性映射能力，能经大量数据训练，自动提取电池状态跟均衡控制间的复杂关系，进而达成优化的均衡操作，智能化均衡控制策略能有效提升均衡效果以及系统的智能化程度，然而算法的设计与训练需大量实验数据和专业知识，并且计算资源消耗较多，在实际应用中还面临成本和技术实现难度等挑战 。

3 动力锂电池主动均衡控制策略在实际应用中的效果评估

3.1 电池组性能优化效果分析

于实际运用里，主动均衡控制策略针对于电池组性能这方面的优化成效显著，借助有效的均衡举措，电池组的整体容量使用率得以提高，充放电效率显著提升，比如说，在电动汽车的使用进程中，具有增加续航路程，减少充电频次，提升车辆动力性能以及运行稳定性的作用 。同样之际，经过均衡处理的电池组，于高倍率充放电的工作状况下，展现出更为卓越的表现，能够更为妥善地契合车辆的加速、爬坡等动力方面的需求，而且在历经较长时间使用以后，电池组性能的衰减速度得以减缓，保持了较高的性能水准，延长了电池组的有效使用周期，为用户带来更优的使用体验，还增强了动力锂电池在市场当中的竞争力。

3.2 主动均衡对电池寿命的影响研究

主动均衡控制策略，对延长电池寿命有着关键作用，因为它均衡了电池单体间的能量差异，减少了单体过充、过放情况的发生，进而降低了电池不可逆容量损失与内部应力，减缓了电池老化速度。实验数据显示，采用主动均衡控制的电池组，其循环寿命相较于未采用均衡措施的电池组有明显提高，能增加可达数百次甚至更多的循环次数，。这不但使电池更换成本得以降低，让资源浪费有所减少，而且还将整个电池系统的可靠性以及耐久性予以提高，对于大规模储能系统以及电动汽车等需要长期使用的应用场景而言有着重要意义，契合可持续发展理念。

3.3 系统稳定性与安全性分析

对动力锂电池系统来讲，稳定性与安全性是极为关键重要的。主动均衡控制策略借助保证电池单体间的一致性，切实有效地降低了电池组内部不均衡的热分布，进而减少了因局部出现过热而引发安全隐患的情况，像热失控这类危险状况发生的概率被降低了。与此同时，稳定的电池性能有助于提高整个系统的电气稳定性，减少电压波动以及电流冲击，以此保护其他电气设备能够正常运行。在实际运用当中，经过主动均衡管控的电池系统，能够于各类繁杂工况里可靠运转，适应不一样的环境温度以及充放电状况，给动力锂电池在高要求的应用范畴，像航空航天、智能电网储能等，提供了坚实的安全保证，推动了动力锂电池技术的广泛运用以及发展。

4结语：

对动力锂电池主动均衡控制策略展开研究，这对于提升电池系统性能以及延长其寿命而言，有着不容忽视的重大意义。借助对不同均衡控制策略的原理进行剖析，对其特点予以探究，开展比较分析，还有对在实际应用期间的效果加以评估，我们得以深入认识主动均衡技术的优势以及面临的挑战。本文所获得的研究成果能够为动力锂电池管理系统的优化以及改进提供具备价值的参考，有助于促使动力锂电池技术在各个领域实现更为广泛、更为高效、更为安全的应用。