آلودگی محیط زیست و بحران انرژی به تدریج به دو چالش بزرگ قرن بیست و یکم تبدیل می‌شوند. با افزایش آگاهی زیست‌محیطی و حمایت قوی دولت، خودروهای برقی با ویژگی‌های صرفه‌جویی در مصرف انرژی و سازگاری با محیط زیست، مورد توجه بازار قرار گرفته‌اند و بدون شک رهبری توسعه آینده صنعت خودروسازی را بر عهده خواهند داشت. باتری‌ها، به عنوان جزء اصلی خودروهای برقی، امکان توسعه بیشتر را تعیین می‌کنند. به دلیل محدودیت‌های فناوری، باتری‌های قدرت یک خودروی برقی از چندین سلول منفرد تشکیل شده‌اند که به صورت سری به هم متصل شده‌اند. عدم تطابق عملکرد سلول‌های منفرد و شارژ بیش از حد و دشارژ بیش از حد شدید در حین استفاده، به طور قابل توجهی بر طول عمر باتری تأثیر می‌گذارد.

بنابراین، فناوری تعادل باتری برای توسعه صنعتی خودروهای برقی بسیار مهم است. استفاده از فناوری تعادل باتری در ایستگاه‌های شارژ برای اطمینان از شارژ ایمن و مؤثر باتری در هر بار، یک راه حل برای حل مشکل کاهش طول عمر باتری است. آخرین داده‌های داخلی و بین‌المللی نشان می‌دهد که فناوری تعادل غیر اتلافی در حال حاضر کانون توجه تحقیقات است و ساختار مدار متنوع و روش‌های کنترلی مختلفی را به نمایش می‌گذارد. با این حال، بسیاری از روش‌های تعادل در مرحله تحقیقات نظری باقی مانده‌اند و تغییرات پارامترها را در محیط کاری واقعی باتری به طور کامل در نظر نمی‌گیرند. علاوه بر این، برخی از استراتژی‌های کنترل تعادل پیشنهادی اغلب بیش از حد پیچیده هستند و در عمل قابل اجرا نیستند.

بر اساس تجزیه و تحلیل عمیق تحقیقات داخلی و بین‌المللی در مورد فناوری تعادل باتری‌های قدرت، Enerkey BMS یک روش طراحی اکولایزر باتری DC-DC دو جهته فعال را به طور خاص برای موقعیت‌های شارژ ناقص و شارژ بیش از حدی که اغلب در هنگام شارژ خودروهای برقی رخ می‌دهد، توسعه داده است. این روش می‌تواند شارژ کامل بسته‌های باتری لیتیومی را به دست آورد و می‌تواند شارژ یک بسته باتری متشکل از 24 سلول لیتیومی را متعادل کند. سیستم تعادل باتری طراحی شده از دو بخش تشکیل شده است: مدار اصلی تعادل و کنترل‌کننده تعادل. ابتدا، طراحی مدار مدار اصلی تعادل و کنترل‌کننده به تفصیل شرح داده شده است. با هدف طراحی یک اکولایزر باتری در سطح محصول، روش‌های طراحی مدار برای مدار منبع تغذیه، مدار نظارت بر توان، مدار جانبی DSP، ماژول SPI و ماژول CAN مورد بحث قرار می‌گیرد. کنترل‌کننده تعادل از یک DSP به عنوان هسته کنترل استفاده می‌کند که توسط ماژول جمع‌آوری ولتاژ LTC6804-2 شرکت Linear Technology تکمیل می‌شود. ثانیاً، یک راه‌حل کامل از نظارت بر ولتاژ باتری تا تعادل ولتاژ سلول‌های منفرد باتری، همراه با یک استراتژی تعادل مؤثر طراحی شده است. الگوریتم تخمین SOC؛ متعاقباً، یک مدل شبیه‌سازی از سیستم تعادل باتری ایجاد شد و طرح تعادل از طریق شبیه‌سازی تأیید شد. در نهایت، یک نمونه اولیه از بالانسر باتری توسعه یافت و تحت آزمایش‌های سازگاری الکترومغناطیسی، دمای بالا و پایین و آزمایش‌های عملکردی قرار گرفت تا اثربخشی و قابلیت اطمینان طراحی کل سیستم تأیید شود.

برای مشکل تعادل باتری‌های لیتیوم یونی متصل شده به صورت سری، ما یک طرح تعادل باتری هوشمند مبتنی بر کنترل منطق فازی را پیشنهاد کردیم. این طرح تعادل باتری شامل یک کنترل‌کننده DC-DC دو جهته با یک خازن انتقال انرژی است که می‌تواند برای طراحی یک اکولایزر بدون تلفات در سیستم تعادل انرژی استفاده شود. نتایج شبیه‌سازی و آزمایش عملکرد تعادل خوب بسته باتری لیتیوم یونی را نشان می‌دهد. استراتژی کنترل تعادل منطق فازی می‌تواند زمان تعادل را تا 32٪ کاهش دهد.

این مربوط به حوزه فناوری تعادل در سیستم‌های مدیریت باتری است که شامل یک اکولایزر دو جهته باتری قدرت با جریان بالا، شامل یک مبدل DC-DC دو جهته، یک شبکه رله و یک سیستم مدیریت باتری است. سیستم مدیریت باتری ولتاژ و دمای باتری را در زمان واقعی نظارت می‌کند و داده‌های دما و ولتاژ به دست آمده را به سیستم میکروکنترلر متصل منتقل می‌کند. میکروکنترلر باتری منفردی را که نیاز به تعادل دارد بر اساس ولتاژ باتری منفرد تعیین می‌کند. سیستم میکروکنترلر رله‌ها را در هر دو انتهای باتری منفردی که باید متعادل شود انتخاب می‌کند، جهت ورودی و خروجی مبدل DC-DC دو جهته تنظیم شده را کنترل می‌کند و شبکه رله را برای دستیابی به تعادل فعال می‌کند. رله‌ها به ترتیب در هر دو انتهای هر باتری منفرد در بسته باتری تنظیم می‌شوند.

اکولایزر هوشمند DC-DC دو جهته جدید Enerkey BMS یک روش و اکولایزر تعادل دو جهته باتری قدرت با جریان بالا است که تعادل بدون تلفات باتری‌های قدرت با جریان بالا را به دست می‌آورد. همچنین می‌تواند الزامات برنامه‌های شارژ سریع را برآورده کند.