Un ecualizador no disipativo con transferencia rápida de energía basado en control de corriente de equilibrio adaptativo
Autores: Wang, Shun-Chung; Liu, Chun-Yu; Liu, Yi-Hua
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Un ecualizador no disipativo con transferencia rápida de energía basado en control de corriente de equilibrio adaptativo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Control de corriente de equilibrio adaptativo
Paquetes de baterías de iones de litio
Estructura multiphasic
Conversión de energía bidireccional
Algoritmo de ciclo de trabajo variado adaptativo
Comportamiento no lineal de la batería
Licencia
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En este estudio, se propone un ecualizador inductivo activo con transferencia de energía rápida basado en control de corriente de equilibrio adaptativo para equilibrar rápidamente los paquetes de baterías de iones de litio. Una estructura multiphase de ecualizador formada por muchas piernas de convertidor paralelo específicas (PCLs) con conversión de energía bidireccional sirve como etapa de transferencia de energía para que la carga se mueva de un lado a otro entre la celda y el subpaquete o entre subpaquetes, de forma más flexible y eficiente. Este artículo se centra en abordar el problema de la tasa de equilibrio lenta, que surge inherentemente de la reducción de la corriente de equilibrio a medida que la diferencia de voltaje entre las celdas o subpaquetes disminuye, especialmente en el período posterior de la equalización. Aquí se propone un algoritmo de ciclo de trabajo variable adaptativo (AVDC) para acelerar el proceso de equilibrio. El método ideado ha tenido en cuenta el comportamiento no lineal de la batería y la no idealidad de los componentes del circuito, y puede modular adaptativamente el ciclo de trabajo con el cambio de diferencias de voltaje para mantener la corriente de equilibrio casi constante en todo el procedimiento de equilibrado. Se proporcionan resultados de pruebas derivados de simulaciones y experimentos para demostrar la validez y efectividad del prototipo de ecualizador construido. Comparando con el método convencional de ciclo de trabajo fijo (FDC), se han logrado mejoras del 68,3% y 8,3% en términos de tiempo y eficiencia de equilibrio.
Descripción
En este estudio, se propone un ecualizador inductivo activo con transferencia de energía rápida basado en control de corriente de equilibrio adaptativo para equilibrar rápidamente los paquetes de baterías de iones de litio. Una estructura multiphase de ecualizador formada por muchas piernas de convertidor paralelo específicas (PCLs) con conversión de energía bidireccional sirve como etapa de transferencia de energía para que la carga se mueva de un lado a otro entre la celda y el subpaquete o entre subpaquetes, de forma más flexible y eficiente. Este artículo se centra en abordar el problema de la tasa de equilibrio lenta, que surge inherentemente de la reducción de la corriente de equilibrio a medida que la diferencia de voltaje entre las celdas o subpaquetes disminuye, especialmente en el período posterior de la equalización. Aquí se propone un algoritmo de ciclo de trabajo variable adaptativo (AVDC) para acelerar el proceso de equilibrio. El método ideado ha tenido en cuenta el comportamiento no lineal de la batería y la no idealidad de los componentes del circuito, y puede modular adaptativamente el ciclo de trabajo con el cambio de diferencias de voltaje para mantener la corriente de equilibrio casi constante en todo el procedimiento de equilibrado. Se proporcionan resultados de pruebas derivados de simulaciones y experimentos para demostrar la validez y efectividad del prototipo de ecualizador construido. Comparando con el método convencional de ciclo de trabajo fijo (FDC), se han logrado mejoras del 68,3% y 8,3% en términos de tiempo y eficiencia de equilibrio.