电池管理系统（BMS）开发软件：MATLAB二次开发(BMS编程)_电池均衡控制策略.docx

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电池均衡控制策略

在电池管理系统（BMS）中，电池均衡控制策略是确保电池组中各个电池单元保持一致状态的关键技术。电池组中各个电池单元由于制造差异、老化程度不同、充放电次数不一致等因素，会导致电池电压和SOC（StateofCharge，荷电状态）的不一致，从而影响电池组的整体性能和寿命。电池均衡控制策略的目的是通过一系列算法和控制方法，使电池组中的各个电池单元保持在相同的电压和SOC水平，从而提高电池组的可靠性和使用寿命。

1.电池均衡的基本概念

电池均衡是指通过外部电路或内部算法，将电池组中各个电池单元的电压和SOC调整到相同或接近的水平。电池均衡可以分为被动均衡和主动均衡两大类。

1.1被动均衡

被动均衡通过消耗高电压电池单元的能量，使电池组中的各个电池单元的电压趋于一致。常见的被动均衡方法包括电阻放电法和开关放电法。

1.1.1电阻放电法

电阻放电法是最简单的被动均衡方法，通过在高电压电池单元上并联一个电阻，将多余的能量以热能的形式消耗掉。这种方法简单易行，但效率较低，且会产生较多的热量。

原理：-当检测到某个电池单元的电压高于设定阈值时，通过控制开关将该电池单元与电阻并联。-电阻将多余的能量转化为热能，使该电池单元的电压下降。-重复上述过程，直到所有电池单元的电压趋于一致。

MATLAB代码示例：

%电池均衡控制策略-电阻放电法

%假设电池组有4个电池单元，每个单元的最大允许电压为3.7V

%初始化电池电压

batteryVoltages=[3.65,3.72,3.68,3.71];%电池单元电压

%设定均衡阈值

voltageThreshold=3.7;%电压阈值

%电阻放电法参数

resistance=10;%放电电阻值（欧姆）

dischargeTime=1;%放电时间（秒）

%检测并均衡电池电压

fori=1:length(batteryVoltages)

ifbatteryVoltages(i)voltageThreshold

%计算放电电流

dischargeCurrent=(batteryVoltages(i)-voltageThreshold)/resistance;

%计算放电能量

dischargedEnergy=dischargeCurrent*voltageThreshold*dischargeTime;

%减少电池单元的电压

batteryVoltages(i)=batteryVoltages(i)-dischargedEnergy/(batteryVoltages(i)*dischargeTime);

end

end

%输出均衡后的电池电压

disp(均衡后的电池电压：);

disp(batteryVoltages);

1.2主动均衡

主动均衡通过能量转移的方式，将高电压电池单元的能量转移到低电压电池单元，使电池组中的各个电池单元的电压趋于一致。常见的主动均衡方法包括电容转移法和DC-DC转换器法。

1.2.1电容转移法

电容转移法通过电容器将高电压电池单元的能量暂时存储，然后转移到低电压电池单元。这种方法效率较高，但电路复杂度较高。

原理：-当检测到某个电池单元的电压高于设定阈值时，通过控制开关将该电池单元与电容器连接。-电容器储存多余的能量，然后通过另一个开关将能量转移到低电压电池单元。-重复上述过程，直到所有电池单元的电压趋于一致。

MATLAB代码示例：

%电池均衡控制策略-电容转移法

%假设电池组有4个电池单元，每个单元的最大允许电压为3.7V

%初始化电池电压

batteryVoltages=[3.65,3.72,3.68,3.71];%电池单元电压

%设定均衡阈值

voltageThreshold=3.7;%电压阈值

%电容转移法参数

capacitance=1000e-6;%电容器电容值（法拉）

transferTime=1;%能量转移时间（秒）

%检测并均衡电池电压

fori=1:length(batteryVoltages)

ifbatteryVoltages(i)voltageThreshold

%计算电容器储存的能量

storedEnergy=0.5*capacitance*(batteryVolt