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原文传递一种基于多代理技术的模块化电池均衡系统及控制方法

专利名称：	一种基于多代理技术的模块化电池均衡系统及控制方法
摘要：	本发明公开了一种基于多代理技术的模块化电池均衡系统，包括电池模组、电池管理单元、第二级均衡变换器输出母线和电池模组间通信网络；所述电池管理单元包括的第二级均衡变换器用于对应电池模组与其他电池模组间的非耗散、双向均衡控制；控制器为电池模组间通信网络提供对应电池模组内的状态信息；电池管理单元不仅分担传统均衡系统的主机工作压力，同时电池总成模块化更易兼容不同体系电池的均衡系统；本发明也公开了一种基于多代理技术的均衡控制方法，通过所述第二级均衡变换器输出母线协同控制各电池管理单元之间的电能传输，提高了电池模组SoC均衡速度，且以完全分布式的方式实现全局均衡管理，进一步提高了控制策略的可靠性和适应性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	华中科技大学
发明人：	蔡涛;魏芃;段善旭;孙杰懿;朝泽云
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-28T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-21T00:00:00+0800
申请号：	CN201910153098.7
公开号：	CN109774536A
代理机构：	华中科技大学专利中心
代理人：	曹葆青;李智
分类号：	B60L58/12(2019.01);B;B60;B60L;B60L58
申请人地址：	430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号
主权项：	1.一种基于多代理技术的模块化电池均衡系统，其特征在于，包括m个电池模组、m个电池管理单元、第二级均衡变换器输出母线和电池模组间通信网络；所述各电池管理单元的第一端与电池模组内的电池单体电气连接，第二端与对应电池模组电气连接，第三端与第二级均衡变换器输出母线电气连接，信号端与电池模组间通信网络连接；所述各电池模组为均衡对象，用于为用电设备及各电池管理单元提供电能；所述电池管理单元采用多代理技术用于对电池模组内电池单体以及各电池模组间的均衡控制，实现系统以电池模组为单元的扩展；所述第二级均衡变换器输出母线用于各电池模组之间的电能传输；所述电池模组间通信网络用于各电池管理单元之间的通信。 2.如权利要求1所述的模块化电池均衡系统，其特征在于，所述各电池管理单元均包括控制器、第一级均衡变换器、第二级均衡变换器；所述第一级均衡变换器的一端与对应电池模组内的各电池单体电气连接，另一端与对应电池模组电气连接；用于对应电池模组内电池单体与该电池模组间的非耗散、双向集中式均衡控制；所述第二级均衡变换器的一端与对应的电池模组电气连接，另一端与第二级均衡变换器输出母线并联连接；用于对应电池模组与其他电池模组间的非耗散、双向均衡控制；所述控制器输出端均与电池模组间通信网络连接，用于为电池模组间通信网络提供对应电池模组内的状态信息。 3.如权利要求2所述的模块化电池均衡系统，其特征在于，所述各控制器监测的对应电池模组内的状态信息包括电池单体电压、模组电压、模组内均衡电流、模组间均衡电流、温度、SoC。 4.如权利要求1或3所述的模块化电池均衡系统，其特征在于，所述电池模组间通信网络为稀疏通信网络。 5.一种基于权利要求1所述的模块化电池均衡系统的控制方法，包括： (1)对电池模组i的均衡电流与输出电压进行采样，并作为电池模型的输入，计算电池模组i的SoCi； (2)以电池模组i与相连通信网络中的其他电池模组j之间的权重因子、电池模组i对应的SoCi及相连通信网络中的其他电池模组j对应的SoCj为输入，采用协同一致性控制方法更新电池模组i对应的二次控制参考电压修正量； (3)根据电池模组i对应的二次控制参考电压修正量、电池模组i的输出电压、下垂控制参考电压以及下垂系数，计算电池模组i的均衡电流指令值； (4)根据电池模组i的均衡电流指令值，对低通滤波处理后的电池模组i的均衡电流进行PI控制； (5)重复步骤(1)～(4)，直至各电池模组对应的SoC与均衡电流一致，且第二级均衡变换器输出母线电压恢复为额定水平。 6.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述电池模组i的二次控制参考电压修正量、电池模组i的输出电压、下垂控制参考电压以及电池模组i的均衡电流指令值之间的关系为： Ubat,i＝Uref,i-diIref,i+ΔUi 其中，Ubat,i为电池模组i的输出电压、Iref,i为控制器i的均衡电流指令值、Uref,i为控制器i的下垂控制参考电压、di为控制器i的下垂系数、ΔUi为控制器i的二次控制参考电压修正量。 7.如权利要求5或6所述的控制方法，其特征在于，所述电池模组i对应的二次控制参考电压修正量包括电流矫正项和电压调节项；所述电流矫正项用于在满足模组间通信网络的拓扑结构稳定性判据时，将各电池模组对应SoC收敛为SoCavg，且均衡电流收敛为Iavg；所述电压调节项用于调节第二级均衡变换器输出母线的电压偏差。 8.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述均衡电流指令值与均衡电流均有上、下限幅，分别对应电池模组最大充、放电均衡电流。
所属类别：	发明专利