[发明专利]一种电动汽车电池均衡充电控制方法

说明书

本发明涉及一种电动汽车电池均衡充电控制方法，在充电均衡过程中，利用模糊控制算法调节电池组中每个单体电池的充电量实现均衡，具体包括：设置模糊控制器的语言变量；将设置的语言变量模糊化；确定模糊控制规则，将控制规则制作成模糊状态表；采用加权平均进行反模糊化得到每个单体电池的PWM占空比信号u，对每个单体电池的充电量进行控制。与现有技术相比，本发明提高了对偏差的控制作用，进而提高系统灵敏度；同时设计双输入单输出模糊控制器，通过对模糊集合论域的不断调节，找到可调节范围广的隶属度函数，提高系统稳定性。

技术领域

本发明涉及电池均衡技术领域，尤其是涉及一种电动汽车电池均衡充电控制方法。

背景技术

纯电动汽车以其在行驶过程中零排放的特性和高能量利用率的优势逐渐成为汽车行业可持续发展的重要组成部分。作为电动汽车主要驱动能源的锂电池组，各单体电池多采用串联方式连接，其状态的好坏直接影响到整车使用的性能。目前电池组在使用前通过匹配能减少一些不均衡性的影响，但是仍不能根本解决均衡性的问题。锂电池组在循环充放电的使用过程中，会使各单体电池能量的不一致性越发凸显，不可避免。由于电池组不一致性问题的存在，造成电池组在可用容量和使用寿命等方面远不及单体电池，并且加大了对电池进行管理和控制的困难程度。目前基于智能算法的电动汽车电池均衡研究多集中于模糊控制方法，如公开号为CN109617169A的中国专利申请公开了一种基于模糊控制的锂离子电池均衡方法，该发明在基于电池电压与SOC的混合均衡方法基础上结合模糊控制，设计出基于电池电压与SOC的双模糊逻辑均衡控制方法，均衡电流可随电池状态的变化而变化，但是，该方法侧重于模糊控制方法的应用效果研究，对于模糊控制器内部的模糊规则设定、模糊集合设计不够完善，导致模糊控制器稳定性和灵敏性较差，系统振荡现象加重。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种电动汽车电池均衡充电控制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种电动汽车电池均衡充电控制方法，在充电均衡过程中，利用模糊控制算法调节电池组中每个单体电池的充电量实现均衡，具体包括：

S1、设置模糊控制器的语言变量：采用双输入单输出模糊控制器，两个输入值分别为电压差值e和电压差值变化率ec，输出值为PWM占空比信号u；在在模糊控制器中，e的实际变化范围为误差的基本论域，其语言变量为E；ec的实际变化范围为误差变化率的基本论域，其语言变量为EC；u为最终精确结果，其语言变量为U；电压差值e和电压差值变化率ec的量化因子分别为K_e和K_ec；比例因子为K_u；

S2、将设置的语言变量模糊化：根据电池组的工作电压区间设定电压差值e的基本论域，并获取电压差值e的量化因子K_e；语言变量E选取多个语言值，在确定语言值的模糊子集隶属于函数μ的基础上，建立语言变量E的赋值表；同理可获取语言变量EC和语言变量U的赋值表；

S3、确定模糊控制规则，将控制规则制作成模糊状态表；

S4、采用加权平均进行反模糊化得到每个单体电池的PWM占空比信号u，对每个单体电池的充电量进行控制。

进一步地，所述的步骤S1中，电压差值e和电压差值变化率ec的表达式分别为：

e＝U_ave-U_i

ec＝Δe＝e_j-e_i

式中，U_ave为整个电池组的平均电压；U_i为电池组中某个单体电池电压；e_i和e_j分别表示单体锂离子电池i和的电压偏差值。