L'inquinamento ambientale e le crisi energetiche stanno gradualmente diventando due delle principali sfide del 21° secolo. Con la crescente consapevolezza ambientale e il forte sostegno governativo, i veicoli elettrici, con le loro caratteristiche di risparmio energetico ed ecocompatibilità, hanno guadagnato il favore del mercato e guideranno senza dubbio lo sviluppo futuro dell'industria automobilistica. Le batterie, in quanto componente fondamentale dei veicoli elettrici, determinano la possibilità di un ulteriore sviluppo. A causa delle limitazioni tecnologiche, la batteria di un veicolo elettrico è composta da più celle singole collegate in serie. L'incoerenza delle prestazioni delle singole celle e le gravi sovraccariche e scariche eccessive durante l'uso influiscono in modo significativo sulla durata del pacco batteria.

Pertanto, la tecnologia di bilanciamento della batteria è cruciale per lo sviluppo industriale dei veicoli elettrici. L'applicazione della tecnologia di bilanciamento della batteria alle stazioni di ricarica per garantire la ricarica sicura ed efficace del pacco batteria ogni volta è un modo per risolvere il problema del degrado della durata del pacco batteria. Gli ultimi dati nazionali e internazionali mostrano che la tecnologia di bilanciamento non dissipativa è attualmente al centro della ricerca, mostrando una struttura di circuito diversificata e una varietà di metodi di controllo. Tuttavia, molti metodi di bilanciamento rimangono allo stadio della ricerca teorica e non considerano appieno le variazioni dei parametri nell'ambiente di lavoro effettivo del pacco batteria. Inoltre, alcune strategie di controllo del bilanciamento proposte sono spesso troppo complesse per essere applicate nella pratica.

Sulla base di un'analisi approfondita della ricerca nazionale e internazionale sulla tecnologia di bilanciamento dei pacchi batteria, Enerkey BMS ha sviluppato un metodo di progettazione di equalizzatore di batteria DC-DC bidirezionale attivo specifico per le situazioni di carica incompleta e sovraccarico che si verificano spesso durante la ricarica dei veicoli elettrici. Questo metodo può ottenere la carica completa dei pacchi batteria al litio e può bilanciare la carica di un pacco batteria composto da 24 celle al litio. Il sistema di bilanciamento della batteria progettato è composto da due parti: il circuito principale di bilanciamento e il controller di bilanciamento. Innanzitutto, viene descritto in dettaglio il progetto del circuito del circuito principale di bilanciamento e del controller. Con l'obiettivo di progettare un equalizzatore di batteria a livello di prodotto, vengono discussi i metodi di progettazione del circuito per il circuito di alimentazione, il circuito di monitoraggio dell'alimentazione, il circuito periferico DSP, il modulo SPI e il modulo CAN. Il controller di bilanciamento utilizza un DSP come nucleo di controllo, integrato dal modulo di acquisizione della tensione LTC6804-2 di Linear Technology. In secondo luogo, viene progettata una soluzione completa dal monitoraggio della tensione della batteria al bilanciamento della tensione delle singole celle del pacco batteria, insieme a un'efficace strategia di bilanciamento. Algoritmo di stima SOC; successivamente, è stato istituito un modello di simulazione del sistema di bilanciamento della batteria e lo schema di bilanciamento è stato verificato tramite simulazione. Infine, è stato sviluppato un prototipo del bilanciatore di batteria e sottoposto a test di compatibilità elettromagnetica, test ad alta e bassa temperatura e test funzionali per verificare l'efficacia e l'affidabilità dell'intero progetto del sistema.

Per il problema del bilanciamento delle batterie agli ioni di litio collegate in serie, abbiamo proposto uno schema di bilanciamento intelligente della batteria basato sul controllo della logica fuzzy. Questo schema di bilanciamento della batteria è costituito da un controller DC-DC bidirezionale con un condensatore di trasferimento di energia, che può essere utilizzato per progettare un equalizzatore senza perdite nel sistema di bilanciamento energetico. I risultati della simulazione e degli esperimenti mostrano buone prestazioni di bilanciamento del pacco batteria agli ioni di litio. La strategia di controllo del bilanciamento della logica fuzzy può ridurre il tempo di bilanciamento del 32%.

Questo appartiene al campo della tecnologia di bilanciamento nei sistemi di gestione della batteria, che coinvolge un equalizzatore bidirezionale per batterie ad alta corrente, tra cui un convertitore DC-DC bidirezionale, una rete di relè e un sistema di gestione della batteria. Il sistema di gestione della batteria monitora la tensione e la temperatura della batteria in tempo reale e trasmette i dati di temperatura e tensione ottenuti al sistema a microcontrollore collegato; il microcontrollore determina la singola batteria che necessita di bilanciamento in base alla tensione della singola batteria; il sistema a microcontrollore seleziona i relè alle due estremità della singola batteria da bilanciare, controlla la direzione di ingresso e uscita del convertitore DC-DC bidirezionale impostato e attiva la rete di relè per ottenere il bilanciamento; i relè sono rispettivamente impostati alle due estremità di ogni singola batteria nel pacco batteria.

Il nuovo equalizzatore intelligente DC-DC bidirezionale di Enerkey BMS è un metodo e un equalizzatore di bilanciamento bidirezionale per batterie ad alta corrente, che consente il bilanciamento senza perdite di batterie ad alta corrente; può anche soddisfare i requisiti delle applicazioni di ricarica rapida.