مدار متعادل ساز خودکار و سریع برای باتری های لیتیم-یون سری شده مبتنی بر مبدل ترکیبی فوروارد-فلای بک

عوامل بسیاری بر روی کارایی سامانه‌های مبتنی بر باتری لیتیمیون (هم‌چون ماهواره‌ها و خودروهای الکتریکی) تاثیرگذار هستند. از مهم‌ترین آن‌ها نامتعادل شدن سلول‌های باتری بر اثر شارژ و دشارژ متوالی، دمای محیط باتری و فرآیند ساخت باتری‌ها است. با نامتعادل شدن سلول‌های بسته باتری لیتیمیون ظرفیت بسته باتری و عمر مفید آن‌ها کاهش‌ می‌یابد و حتی در مواردی سبب نابودی و انفجار بسته باتری می‌شود. تا کنون روش‌های مختلفی برای متعادل‌سازی سلول‌های باتری لیتیمیون پیشنهادشده است. در این مقاله پیکربندی جدیدی برای مدار متعادل‌ساز باتری‌های لیتیمیون ارائه‌شده است. مدار پیشنهادشده دارای فرآیند متعادل‌سازی خودکار بوده و نحوه انتقال انرژی در آن به‌صورت بسته به سلول در هر دو دوره کلیدزنی اتفاق می‌افتد. در نتیجه سرعت متعادل‌سازی آن نیز نسبت به طرح‌های مشابه افزایش قابل توجهی پیداکرده است. مدار پیشنهادی برای توان 42 وات در نرم‌افزار orcad capture شبیه‌سازی‌شده که دارای راندمان 81% و زمان متعادل‌سازی 1.5 میلی‌ثانیه (با توجه شرایط مدل شده بسته باتری در شبیه‌سازی) در شرایط اختلاف ولتاژ 0.5 ولت بین سلول ضعیف و قوی است و نتایج حاصل‌شده نشان‌دهنده عمل‌کرد مناسب مدار پیشنهاد‌ی است.

Automatic and fast balancing circuit for Series-Connected lithium-ion batteries based on forward-flyback hybrid converter

Many factors affect the performance of lithiumion batterybased systems (such as satellites and electric vehicles). One of the most important ones is the imbalance of battery cells due to continuous charging and discharging, the temperature of the battery environment and the process of making batteries. With the imbalance of the lithiumion battery pack cells, their battery capacity and useful life are reduced, and in some cases, it even causes the battery pack to explode and explode. So far, various methods have been proposed to balance lithiumion battery cells. This paper presents a new configuration for the lithiumion battery balancing circuit. The proposed circuit has an automatic balancing process and the energy transfer in it occurs depending on the cell in both switching cycles. As a result, its balancing speed has increased significantly compared to similar designs. The proposed circuit for 42 watts in the simulated Orcad Capture software, which has an efficiency of 81% and an equalization time of 1.5 milliseconds (according to the modeled conditions of the battery pack in the simulation) at a voltage difference of 0.5 volts between weak and strong cells, and the results The result indicates the proper operation of the proposed circuit.