锂离子电池组能量均衡系统建模与协调控制

项目名称： 锂离子电池组能量均衡系统建模与协调控制

项目编号： No.61203097

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 自动化学科

项目作者： 凌睿

作者单位： 重庆大学

项目金额： 23万元

中文摘要： 锂离子电池是目前最具发展前景的动力电池。但其特性决定了它在串联使用时，必须采用均衡电路对各电池能量进行均衡，以延长电池的使用寿命。对于锂离子电池组能量均衡系统，目前没有一种模型能够直观地描述其内部能量流的非线性行为，为均衡控制系统的分析与设计带来极大的困难。同时，现有的控制算法主要存在均衡速度慢、效率低等缺点，而且缺乏对多个均衡电路同时工作的有效协调机制，容易造成电路和电池的损坏。因此，本项目将开展锂离子电池组能量均衡系统建模与协调控制方法研究，以提高系统均衡速度和均衡效率，保证系统运行的稳定性和安全性。本项目将提出一种能量流建模方法，直观地描述系统中，能量存储与传输的稳态和瞬态过程，为协调控制系统能量均衡过程提供新地解决途径；运用动态规划思想，提出一种多滑模面自适应高阶滑模控制方法，实现系统内部多个均衡电路的协调运行，保证整个均衡电路网络的快速性和稳定性。

中文关键词： 锂离子电池组；系统建模；滑模控制；协同控制；

英文摘要： Lithium ion batteries are currently the most promising power cell. But its characteristics when used in series, there must be a balanced circuit to balance the energy between batteries, in order to extend battery life. So far there is not a model method to visually describe the nonlinear behavior of internal energy flow, and create great difficulties for the balance control system analysis and design for lithium-ion battery pack energy balancing system. Meanwhile, the existing control algorithms be of slow balancing speed, low efficiency, and the lack of effective coordination mechanisms for many balancing circuits at the same time, likely to cause damage to the circuit and the batteries. Therefore, this project will carry out the modeling and coordination control research for lithium-ion battery pack energy balancing system in order to improve balancing speed and balance efficiency and to ensure the stability and security of the system. The project will propose an energy flow modeling method to intuitive describe the steady-state and transient process of energy storage and transmission in system, provide a new solution to coordinate control of energy balance processes, and propose a multiple sliding surface adaptive high order sliding mode control method, using dynamic programming, to achieve harmonious operati

英文关键词： Lithium-ion battery pack；System modeling；High-order sliding-mode control；Coordination control；