摘要:为了实现对串联锂离子电池组进行高效均衡,本研究设计了一种基于模糊PID自适应控制的电池均衡器。该均衡器融合了模糊控制理论和传统PID控制理论,以实现锂电池组电压的精准均衡。通过MATLAB/Simulink仿真对比分析,结果表明,所设计的模糊PID控制器均衡模块能够显著缩短电池组电压均衡的时间,且均衡后的电压曲线拟合分布相对集中。
引言
在电动汽车日益普及的今天,作为其动力源的串联锂电池组的工作可靠性和寿命显得尤为重要。由于电池内部单体电池工作电压的不一致性,需要对电池组进行能量均衡。现有的能量均衡电路和均衡策略各有优劣。本文提出一种结合能量转移式均衡电路和模糊PID自适应控制的均衡策略,以期达到更好的均衡效果。
1 均衡电路
本文所采用的均衡电路以能量转移式为主,依托电感、电容、MOSFET开关管等元件,实现相邻电池间的能量转移。通过PWM控制MOSFET的通断,实现对电池的充电和放电,从而达到均衡电池电压的目的。
2 自适应模糊PID均衡控制器设计
2.1 模糊PID控制器参数计算
设计的模糊控制器为两输入三输出结构,以相邻电池平均值和电压差为输入,修整系数为输出。通过经验公式和稳定边界法确定各参数的初始值和量化因子。
2.2 模糊控制器隶属函数
根据电池均衡的特点,选取适当的隶属函数,包括高斯类型和三角形类型,以更准确地描述系统的特性。
2.3 控制规则表
根据电压差的输入量关系,制定相应的控制规则,包括对不同电压差下的MOSFET开关时间的调整策略。通过建立控制规则表,实现对控制过程的精细调整。
3 仿真分析
通过MATLAB/Simulink对所设计的模糊PID均衡控制器进行仿真分析,并与平均值法进行对比。仿真结果显示,模糊PID控制能在更短的时间内实现电池组的电压均衡,且均衡后的电压曲线拟合效果更好。
4 结论
本研究设计的模糊PID控制的电池均衡模块在均衡时间和均衡效果上均优于平均值法。通过MATLAB/Simulink仿真分析,验证了所提出均衡策略的有效性。
参考文献
[此处列出参考文献]