A poluição ambiental e as crises energéticas estão gradualmente se tornando dois grandes desafios do século 21. Com o aumento da conscientização ambiental e o forte apoio governamental, os veículos elétricos, com suas características de economia de energia e respeito ao meio ambiente, ganharam o favor do mercado e, sem dúvida, liderarão o desenvolvimento futuro da indústria automotiva. As baterias, como o componente central dos veículos elétricos, determinam a possibilidade de desenvolvimento futuro. Devido às limitações tecnológicas, a bateria de um veículo elétrico é composta por múltiplas células individuais conectadas em série. A inconsistência do desempenho das células individuais e a sobrecarga e descarga excessiva severas durante o uso afetam significativamente a vida útil da bateria.

Portanto, a tecnologia de balanceamento de bateria é crucial para o desenvolvimento industrial de veículos elétricos. Aplicar a tecnologia de balanceamento de bateria em estações de carregamento para garantir o carregamento seguro e eficaz da bateria a cada vez é uma forma de resolver o problema da degradação da vida útil da bateria. Os dados domésticos e internacionais mais recentes mostram que a tecnologia de balanceamento não dissipativo é atualmente o foco da pesquisa, exibindo uma estrutura de circuito diversificada e uma variedade de métodos de controle. No entanto, muitos métodos de balanceamento permanecem no estágio de pesquisa teórica e não consideram totalmente as mudanças de parâmetros no ambiente de trabalho real da bateria. Além disso, algumas estratégias de controle de balanceamento propostas são frequentemente complexas demais para serem aplicadas na prática.

Com base em uma análise aprofundada da pesquisa nacional e internacional sobre a tecnologia de balanceamento de bateria, a Enerkey BMS desenvolveu um método de projeto de equalizador de bateria DC-DC bidirecional ativo especificamente para as situações de carregamento incompleto e sobrecarga que ocorrem com frequência durante o carregamento de veículos elétricos. Este método pode alcançar o carregamento completo de baterias de lítio e pode balancear o carregamento de uma bateria composta por 24 células de lítio. O sistema de balanceamento de bateria projetado consiste em duas partes: o circuito principal de balanceamento e o controlador de balanceamento. Primeiro, o projeto do circuito do circuito principal de balanceamento e do controlador é descrito em detalhes. Com o objetivo de projetar um equalizador de bateria de nível de produto, os métodos de projeto de circuito para o circuito de alimentação, circuito de monitoramento de energia, circuito periférico DSP, módulo SPI e módulo CAN são discutidos. O controlador de balanceamento usa um DSP como núcleo de controle, complementado pelo módulo de aquisição de tensão LTC6804-2 da Linear Technology. Em segundo lugar, uma solução completa, desde o monitoramento da tensão da bateria até o balanceamento da tensão de células individuais da bateria, é projetada, juntamente com uma estratégia de balanceamento eficaz. Algoritmo de estimativa SOC; subsequentemente, um modelo de simulação do sistema de balanceamento de bateria foi estabelecido, e o esquema de balanceamento foi verificado por meio de simulação. Finalmente, um protótipo do balanceador de bateria foi desenvolvido e submetido a testes de compatibilidade eletromagnética, alta e baixa temperatura e testes funcionais para verificar a eficácia e confiabilidade de todo o projeto do sistema.

Para o problema de balanceamento de baterias de íon de lítio conectadas em série, propusemos um esquema de balanceamento de bateria inteligente baseado em controle de lógica fuzzy. Este esquema de balanceamento de bateria consiste em um controlador DC-DC bidirecional com um capacitor de transferência de energia, que pode ser usado para projetar um equalizador sem perdas no sistema de balanceamento de energia. Os resultados de simulação e experimentais mostram um bom desempenho de balanceamento da bateria de íon de lítio. A estratégia de controle de balanceamento de lógica fuzzy pode reduzir o tempo de balanceamento em 32%.

Isso pertence ao campo da tecnologia de balanceamento em sistemas de gerenciamento de bateria, envolvendo um equalizador bidirecional de bateria de alta corrente, incluindo um conversor DC-DC bidirecional, uma rede de relés e um sistema de gerenciamento de bateria. O sistema de gerenciamento de bateria monitora a tensão e a temperatura da bateria em tempo real e transmite os dados de temperatura e tensão obtidos para o sistema de microcontrolador conectado; o microcontrolador determina a bateria individual que precisa de balanceamento com base na tensão da bateria individual; o sistema de microcontrolador seleciona os relés em ambas as extremidades da bateria individual a ser balanceada, controla a direção de entrada e saída do conversor DC-DC bidirecional definido e ativa a rede de relés para obter o balanceamento; os relés são definidos respectivamente em ambas as extremidades de cada bateria individual na bateria.

O equalizador inteligente DC-DC bidirecional recém-lançado da Enerkey BMS é um método e equalizador de balanceamento bidirecional de bateria de alta corrente, alcançando o balanceamento sem perdas de baterias de alta corrente; também pode atender aos requisitos de aplicações de carregamento rápido.