Desarrollo de un ecualizador activo para baterías de iones de litio
Autores: Yang, Zong-Zhen
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Desarrollo de un ecualizador activo para baterías de iones de litio
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Buck-boost
Ecualizador
Corriente de equilibrado
Período de equilibrio
Método VOT
Método VRM
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
En este documento, se desarrolla un ecualizador activo basado en un convertidor reductor-elevador bidireccional. La energía entre celdas adyacentes puede transferirse en ambas direcciones manipulando la corriente de equilibrado para resolver el problema de desequilibrio en un módulo de batería. Se señala que el tiempo de conducción del interruptor principal en el ecualizador reductor-elevador convencional es fijo. Por lo tanto, la corriente de equilibrado disminuirá a medida que la diferencia de voltaje entre las celdas adyacentes disminuye, lo que resulta en un período de equilibrio prolongado. Este documento ha propuesto dos métodos, a saber, el método de tiempo de encendido variado (VOT) y el método de modulación de la relación de voltaje (VRM), para acortar el período de equilibrio. En el método VOT, el tiempo de conducción del interruptor principal se determina según el voltaje de la celda con alto estado de carga (SOC). De esta manera, la corriente de equilibrado puede mantenerse en el nivel deseado en lugar de reducirse durante el proceso de equilibrado. Por otro lado, el método VRM calcula la proporción del tiempo de conducción y el tiempo de corte en un ciclo de conmutación basado en los voltajes de las celdas adyacentes. Por lo tanto, el ecualizador puede suministrar la máxima energía en un período de conmutación y acortar el período de equilibrio. La plataforma de simulación y los experimentos con cuatro baterías conectadas en serie se llevan a cabo para verificar los métodos de control propuestos. Según los resultados experimentales, el método VOT ahorra un 10,3%, 11,7% y 16% del tiempo de equilibrio en comparación con el método de ciclo de trabajo fijo (FDC). El método VRM puede acortar un 35,9%, 36,6% y 37,3% del tiempo de equilibrio en comparación con el método FDC.
Descripción
En este documento, se desarrolla un ecualizador activo basado en un convertidor reductor-elevador bidireccional. La energía entre celdas adyacentes puede transferirse en ambas direcciones manipulando la corriente de equilibrado para resolver el problema de desequilibrio en un módulo de batería. Se señala que el tiempo de conducción del interruptor principal en el ecualizador reductor-elevador convencional es fijo. Por lo tanto, la corriente de equilibrado disminuirá a medida que la diferencia de voltaje entre las celdas adyacentes disminuye, lo que resulta en un período de equilibrio prolongado. Este documento ha propuesto dos métodos, a saber, el método de tiempo de encendido variado (VOT) y el método de modulación de la relación de voltaje (VRM), para acortar el período de equilibrio. En el método VOT, el tiempo de conducción del interruptor principal se determina según el voltaje de la celda con alto estado de carga (SOC). De esta manera, la corriente de equilibrado puede mantenerse en el nivel deseado en lugar de reducirse durante el proceso de equilibrado. Por otro lado, el método VRM calcula la proporción del tiempo de conducción y el tiempo de corte en un ciclo de conmutación basado en los voltajes de las celdas adyacentes. Por lo tanto, el ecualizador puede suministrar la máxima energía en un período de conmutación y acortar el período de equilibrio. La plataforma de simulación y los experimentos con cuatro baterías conectadas en serie se llevan a cabo para verificar los métodos de control propuestos. Según los resultados experimentales, el método VOT ahorra un 10,3%, 11,7% y 16% del tiempo de equilibrio en comparación con el método de ciclo de trabajo fijo (FDC). El método VRM puede acortar un 35,9%, 36,6% y 37,3% del tiempo de equilibrio en comparación con el método FDC.