锂离子电池组合的单元平衡控制：一种分层最优方法

有效的电池单元均衡对提取电池组的最大容量至关重要。本文同时考虑了两个单元平衡目标，包括缩短平衡时间和抑制单元温升。此外，对单元的充电状态水平、电流和均衡电流施加了硬约束。在开发的基于模块的单元间平衡系统模型基础上，形成了一个多目标约束优化问题，旨在协调控制所有均衡器，而不是单独控制相邻两个单元的均衡。接下来，提出了一种分层单元均衡控制方法，其中模块级控制的均衡电流首先在顶层设计，然后在底层并行控制每个电池模块的单元级均衡器。设计的分层结构显著降低了计算负担，使得单元均衡算法在实时应用中更具可行性。根据Lyapunov稳定性分析，证明了所设计的单元均衡控制算法的收敛性。示例结果表明，与分散均衡控制相比，平衡时间最多可减少29.8%。