Моделирование схемы активной балансировки литий-ионных аккумуляторов батарейного модуля

DOI: 10.21293/1818-0442-2025-28-1-75-80

Скачать текст статьи в формате PDF

Скачать JATS xml

Аннотация: Рассматривается модель схемы активной балансировки литий-ионных аккумуляторов (ЛИА) на обратноходовых преобразователях, практически не уступающая схемам пассивной балансировки в быстродействии. Модель реализована с использованием Spice-моделей базовых компонентов, таких, как резисторы, ключи и т.д. без привязки к решениям от конкретных производителей, что позволяет повторить результат, с использованием отечественной компонентной базы, устойчивой к факторам космического пространства, что актуально для космической техники. Схемы активной балансировки позволяют проводить балансировку напряжений в ЛИА более энергоэффективно, перераспределяя электрическую энергию между всеми аккумуляторами в батарее. Использование систем активной балансировки на обратноходовых преобразователях позволяет эффективно выравнивать напряжения на аккумуляторах разной емкости, что особенно актуально для космических аппаратов на поздних этапах эксплуатации аккумуляторной батареи, когда аккумуляторы в значительной степени подвержены эффектам деградации, а заменить их не представляется возможным.

Ключевые слова: аккумулятор, аккумуляторная батарея, космический аппарат, пассивная балансировка, активная балансировка, моделирование

Библиография статьи:
Пайгин К. Д. Моделирование схемы активной балансировки литий-ионных аккумуляторов батарейного модуля / К. Д. Пайгин, В. Г. Букреев // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. – 2025. – Т. 28, № 1. – С. 75–80. DOI: 10.21293/1818-0442-2025-28-1-75-80

Авторы и правообладатели:

  • Пайгин К. Д. , Национальный исследовательский Томский политехнический университет (Томск, Россия)
  • Букреев В. Г. , Национальный исследовательский Томский политехнический университет (Томск, Россия)

  • 1. A novel methodology to study and compare active energy-balance architectures with dynamic equalization for second-life battery applications / R.D. Rienzo, N. Nicodemo, A. Verani, F. Baronti, R. Roncella, R. Saletti // Journal of Energy Storage. – 2023. – Vol. 73, No. 1. – P. 1–11.
  • 2. Сазонов И.Е. Выравнивание заряда в литий-ионных аккумуляторных батареях // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. – 2013. – № 9. – С. 204.
  • 3. Хандорин М.М. Метод, алгоритмы и микропроцессорное устройство оценивания параметров литий-ионной аккумуляторной батареи космического аппарата: дис. … канд. техн. наук: 05.13.05. – Томск: НИ ТПУ, АО «НПЦ Полюс». – 2018. – 147 с.
  • 4. Старостин И.Е. Система активной балансировки элементов в литий-ионной аккумуляторной батарее, основанная на диагностике и прогнозировании технического состояния каждого элемента в этой батарее / И.Е. Старостин, И.А. Замирайлов // Труды междунар. симпозиума «Надежность и качество» – Пенза. – 2020. – Т. 2. – C. 65–70.
  • 5. Пайгин К.Д. Анализ систем балансировки аккумуляторов в литий-ионной батарее // Матер. конф.: «Информационные и математические технологии в науке и управлении». – Иркутск: Байкал, 2024. – С. 72.
  • 6. Adaptive Balancing Control of Cell Voltage in the Charging/Discharging Mode for Battery Energy Storage Systems / Y. Wang, D. Liu, S. Yongpeng, Y.Tang, Y. Chen, J. Zhang // Frontiers in Energy Research. – 2022. – Vol. 10, No. 1. – P. 1–9.
  • 7. Farzan Moghaddam A. An efficient equalizing method for lithium-ion batteries based on coupled inductor balancing / A. Farzan Moghaddam, A. Van den Bossche // Electronics. – 2019. – Vol. 8, No. 4. – P. 136.
  • 8. Nath A. Analysis of Cell Balancing Techniques in BMS for Electric vehicle / A. Nath, B. Rajpathak // International Conference on Intelligent Controller and Computing for Smart Power (ICICCSP). – 2022. – P. 1–6.
  • 9. LTC3300-2. Datasheet and Product Info [Электронный ресурс]. – URL: https://static.chipdip.ru/lib/663/DOC011663283.pdf, свободный (дата обращения: 11.12.2024).
  • 10. Research on active state of charge balance of battery pack based on two controllable flyback converters / Z. Yun, W. Qin, W. Shi, C. Wu // Journal of Energy Storage. – 2023. – Vol. 57. DOI: 10.1016/j.est.2022.106183.
  • 11. Рыкованов А.С. Активные и пассивные системы баланса Li-ion аккумуляторных батарей / А.С. Рыкованов, С.С. Беляев // Компоненты и технологии. – 2014. – № 3. – C. 121–124.
  • 12. Lithium Battery 72Ah. LTspice model // Electronics Forum (Circuits, Projects and Microcontrollers) [Электронный ресурс]. – URL: https://www.electro-techonline.com/threads/lithium-battery-72ah-ltspice-model.159067, свободный (дата обращения: 01.10.2024).
Адрес редакции

  634050, г. Томск, пр. Ленина, 40, МК, каб. 310/2

  (3822) 701-582, внутр.: 1456

  journal@tusur.ru