仪器仪表／检测／监控现代制造工程２００９年第４期电池均衡的ＨＥＶ动力电池电量计量方法‘尹基成，李礼夫（华南理工大学机械与汽车工程学院，广州５１０６４０）摘要：针对混合动力电动汽车（ＨＥＶ）电池能量均衡中的电容量计量问题，建立电池放电过程的数学模型，分析电压均衡计量法和ＳＯＣ均衡计量法在电量计量方面的特点和不足，提出相对剩余电能量Ｋ均衡计量法，并从理论与实验两方面对此进行论证。关键词：混合动力电动汽车动力电池；电容量计量；电池均衡中图分类号：Ｕ４６３．６３３文献标识码：Ａ文章编号：１６７ｌ＿３１３３（２００９）０４－－００７９－－－０４ＨｙｂｒｉｄｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅｂａｔｔｅｒｙｅｎｅｒｇｙｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｂａｓｅｄｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓｂａｌａｎｃｅＹＩＮｊｉ－ｃｈｅｎｇ，ＬＩＬｉ－ｆｕ（Ｓｃｈｏｏｌｉｃｍｏｄｅｌｏｆ８ｒｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌ＆ＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖ．ｏｆＴｅｅｈ．，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５ａｔ１０６４０，ＣＨＮ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇｔｈｅｂａｔｔｅｒｙｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｅｎｅｒｇｙｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｉｎｓｅｔｂａｔｔｅｒｙｂａｌａｎｃｅｆｏｒｈｙｂｒｉｄｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｖｅｈｉｃｌｅ，ｆｉｒｓｔｌｙ，ａｍａｔｈｅｍａｔ－ｂａｔｔｅｒｙｄｉｓｃｈａｒｇｅｉｓｕｐ．ＴｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｖｏｌｔａｇｅｂａｌａｎｃｅａｎｄＳＯＣｂａｌａｎｃｅｉｎｏｎｂａｔｔｅｒｙｅｎｅｒｇｙｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｅ＇ｘ－ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｎｅｘｔ，ｔｈｅＫｖａｌｕｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｆｏｒｂａｔｔｅｒｙｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｅｎｅｒｇｙｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｂａｓｅｄｏｎｂａｔｔｅｒｙｂａｌａｎｃｅ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｎｄｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓＫｅｙｗｏｒｄｓ：ＨＥＶｐｏｗｅｒｔｈｅＫｖａｌｕｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．ｂａｔｔｅｒｙ；ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｃａｐａｃｉｔｙｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；ｂａｔｔｅｒｉｅｓｂａｌａｎｃｅ混合动力电动汽车（ＨＥＶ）动力电池的不一致性是指同一规格型号的电池组成的电池组，在电压、内阻和电荷量等参数上所存在的差别…。在ＨＥＶ行驶过程中，准确计量电池均衡中的电量，将对提高ＨＥＶ电池组的性能，延长其电池的使用寿命和保证ＨＥＶ的动力性有着重要的意义。目前，常用于动力电池均衡的方法有【２Ｊ：能量搬迁均衡法、能量耗散均衡法和能量变换均衡法等，但从电池均衡控制来看，动力电池电量的计量方法，可以分为电压均衡计量法和ＳＯＣ均衡计量法ｐ１。１）电压均衡计量法是以电池工作电压为参数，通式中：Ｒ、Ｃ分别为电池的等效电阻和等效电容；Ｋ（ｔ）为电池Ｔ作电压，匕（ｔ）＝Ｅｅ一赢，Ｅ为电池的初始电动势，ｔ为放电时间。同时，依据电路基本原理，可推出电池工作电流Ｌ（ｔ）＝Ｅｅ一葡／Ｒ，电池放电电能量形（ｔ）为：ｔ２，ｔ２，．丑Ｅ（￡）＝ＩＥ（ｔ）Ｃ（ｔ）ｄｔ＝ｆＥ２ｅ丽ｄｔ………（２）ＪｌＪｌ因此，由式（１）、式（２）可知，Ｋ（ｔ）、，ｃ（ｔ）和肜（ｔ）分别是Ｒ、Ｃ和ｔ的函数。图１是电压为１２Ｖ、电容量为１０Ａ・ｈ的铅酸蓄电池，在Ｒ分别为０．６１１、１．２１１、２１１条件下放电时，电池的职（ｔ）与其放电时间ｔ的关系曲线图。从图１可知，尽管电池的初始电动势Ｅ相同，但由于其等效电阻尺的不同，根据式（２）可推出，在相同的放电时间段内，具有相同Ｅ和不同Ｒ的电池，所具有的电能量耽（ｔ）不同。如图１所示，在０—５００ｓ的时间段中，耽（ｔ）随尺值的增大而变小，而尺值及其变化主要取决于电池本身的特性，因此，仅用电池电压（或过电池电压的计量值来控制开关电容平衡器的衫放电，实现电池组中各个电池电量均衡的方法。根据电池工作（形放电）的基本原理，具有一定电动势Ｅ的电池，其恒流放电过程可采用ＵｌｔｒａＣａｐ的阻容等效电路来描述...