一种电池组动态串联均衡结构及其交流输出研究

黄靖; 李金龙; 罗堪; 刘阳

doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0725

English Version Journal Login

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

一种电池组动态串联均衡结构及其交流输出研究

更新时间：2026-10-15

- 一种电池组动态串联均衡结构及其交流输出研究
- Vol. 47, Issue 9, Pages: 99-106(2026)
- 作者机构：
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0725
  CLC： TM912
- Online First：10 October 2026，
  
  Published：2026
- 稿件说明：
移动端阅览
黄靖, 李金龙, 罗堪, et al. 一种电池组动态串联均衡结构及其交流输出研究[J]. 2026, 47(9): 99-106.
DOI：

黄靖, 李金龙, 罗堪, et al. 一种电池组动态串联均衡结构及其交流输出研究[J]. 2026, 47(9): 99-106. DOI： 10.19912/j.0254-0096.tynxb.2025-0725.

摘要

该文首先提出一种新型电池组动态串联均衡结构

集成变换器和均衡器。其次

基于该拓扑提出改进的低开关频率的最近电平控制策略

通过子模块电池单元荷电状态排序

输出多电平阶梯波

最终输出波形的电压谐波失真率较传统方法下降13.02%

且加入状态切换步骤

避免荷电状态缓变带来的子模块频繁投切。同时

引入混合变量的均衡控制方法

并分析设计电感、占空比等均衡参数

确保电池单元在投入使用前满足电压等级要求

同时缩小电池单元间荷电状态的差异。通过结构集成与控制策略优化

实现了电池储能系统效率与性能的提升。最后

在MATLAB中验证了所提拓扑与控制策略的有效性。

Abstract

In this paper

firstly a novel dynamic series equalization structure of the battery pack is proposed

which integrates a converter and equalizer. Secondly

based on this topology

an improved low switching frequency nearest level control strategy is proposed. By sorting the state of charge of the sub-module battery units

the multi-level step wave is output. The voltage harmonic distortion rate of the final output waveform is 13.02% lower than that of the traditional method

and the state switching step is added to avoid the frequent switching of the sub-modules caused by the slow change of the state of charge. At the same time

the equalization control method of mixed variables is introduced

and the equalization parameters such as inductance and duty cycle are analyzed and designed to ensure that the battery unit meets the voltage level requirements before it is put into use

and the difference in state of charge between the battery units is reduced. Through structural integration and control strategy optimization

the efficiency and performance of the battery energy storage system are improved. Finally

the effectiveness of the proposed topology and control strategy is verified in MATLAB.

关键词

Keywords

references

常雨芳, 高鹏, 罗国澳, 等. 电池储能系统三相交错型DC-DC变换器控制策略研究[J]. 太阳能学报, 2025, 46(5): 706-715.

马展. 并网型模块化电池储能系统的管理与控制[D]. 济南: 山东大学, 2021.

宋晋峰, 陈国栋, 祝志成. 用于直流送出型光伏电站功率波动平抑的级联式电池储能系统变换器损耗优化[J]. 太阳能学报, 2023, 44(11): 100-109.

Han W J, Zou C F, Zhou C, et al.Estimation of cell SOC evolution and system performance in module-based battery charge equalization systems[J]. IEEE Transactions on Smart Grid, 2019, 10(5): 4717-4728.

Li D X, Ge A D.New energy technology innovation and sustainable economic development in the complex scientific environment[J]. Energy Reports, 2023, 9: 4214-4223.

杨晓光, 赵小兵, 聂宝鑫, 等. 集成均衡和保护功能的电池充放电电路[J]. 电源技术, 2023, 47(12): 1655-1659.

徐杰彦, 杨涵棣, 程志江, 等. 模块化多电平储能复合变换器SOC均衡策略研究[J]. 电源技术, 2021, 45(8): 1077-1081.

程志江, 田峰, 杨涵棣, 等. 模块化多电平复合变换器电池储能系统模型预测优化控制策略[J]. 太阳能学报, 2023, 44(5): 59-66.

窦真兰, 张春雁, 杨海涛, 等. 模块化多电平电池储能系统功率控制与均衡策略研究[J]. 电网与清洁能源, 2024, 40(3): 155-162.

贺坤, 王灿, 张坎, 等. 不平衡网压下MMC-BESS的新型SOC均衡控制研究[J]. 电气传动, 2022, 52(23): 45-52.

钟万涵, 黄靖, 张子俊, 等. 基于电池组动态串联结构实现交流输出及电池均衡[J]. 自动化应用, 2024, 65(12): 147-152.

郭龙, 梁晖, 张维戈. 基于模块化多电平变流器的电池储能系统荷电状态均衡控制策略[J]. 电网技术, 2017, 41(8): 2688-2697.

叶远茂, 陈仕铠, 华特科. 具有低电压应力的新型开关电容七电平逆变器[J]. 中国电机工程学报, 2021, 41(13): 4628-4636.

Wu T Z, Wang Y, Zhang J.Research on multilayer fast equalization strategy of Li-ion battery based on adaptive neural fuzzy inference system[J]. Journal of Energy Storage, 2023, 67: 107574.

姚宏洋, 谢晔源, 王翀, 等. 基于模块化级联拓扑的高压直流直挂储能装置[J]. 电力自动化设备, 2024, 44(3): 9-14, 21.

Views

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

基于移相策略的模块化锂电池均衡器

构网型储能系统热失控与长期衰退耦合的可靠性研究

考虑电池老化成本的配-微协同分布鲁棒调控方法

计及动态不确定集与蓄电池损耗的微电网鲁棒优化调度

基于双阶段参数优化多核核密度估计的风电功率区间预测方法

Related Author

靳炜

吴云亚

刘爱忠

阚加荣

丁航

郑阳

李熙志

林伟

Related Institution

Henan Key Laboratory of Intelligent Detection and Control of Coal Mine Equipment

Henan International Joint Laboratory of Direct Drive and Control of Intelligent Equipment

School of Electrical Engineering and Automation, Henan Polytechnic University

中国科学院电工研究所北京 100080

Institute of Electrical Engineering of Chinese Academy of Sciences

AI问答

⁰