文 献 综 述
1 引言
随着经济与社会的快速发展,新能源与环境问题已经成为关注焦点。蓄电池作为电压型储能元件，具有安全清洁、能量密度高、成本低、循环寿命长等特点。已广泛应用于生产生活中各个方面，如机器人技术、可再生能源系统、智能电网、电动汽车、航空电源等[１]。
为满足应用需求,蓄电池在使用过程中需将电池串联成组才能满足实际功率要求。由于串联电池组中单体电池内部特性差异、工作环境以及使用次数的不同，导致各单体电池表现出的工作特性会不同，从而造成电池组单体间产生不一致性[２]。不一致性主要表现在剩余电量的不一致性和实际容量的不一致性；在循环使用过程中，不一致性会导致电池能量利用率低，容量利用率低甚至会引发严重的安全事故。近年来，针对电池不一致性问题，研究热点集中于能量转移的均衡技术[３]。目前大多数均衡系统旨在实现主动均衡即使用各种储能元件和DC-DC变换器来实现组内各电池单体间能量转移。均衡电路类型主要有:电容型[４]、电感型、单独变压器型、多绕组变压器型、Buck-Boost变换器型、Cuk变换器型以及DC-DC变换器型。基于能量转移的均衡技术存在以下缺点:１)能量转移的速度有限，当剩余电量相差较大时，能量转移速度无法在一次充放电过程中实现均衡，需要多次充放电循环后才能实现均衡，无法有效提高能量利用率。２)无法旁路电池组中的失效电池和危险电池,当电池组中某节单体电池达到充放电截止电压时需断开整个电池组的充放电进程，若电池组中有危险电池继续充放电会引发安全事故。３)对于电池不一致性很大的电池系统，容量利用率低。
可重构电池系统与均衡系统相结合后，在提高电路稳定性、安全性方面，有着重大进步，基于可重构电池技术的电压均衡，SOC均衡，电压-SOC均衡等技术大大改善电池组在充放电过程中的不一致性。
同时，可重构电池系统最突出的特点是可基于电池单体当前状态(荷电状态和健康状态)，实时动态重新配置单体电池拓扑结构，隔离相应电池而不影响其他电池的充放电进程。因此，研究基于电池组动态重构的可重构电池组具有重要的意义。
- 可重构电池拓扑结构
2.1开关型阵列
文献[５] 提出的开关阵列型拓扑结构如图1所示。该开关阵列型可重构电池组由n节电池组成，每节电池使用复杂的开关阵列通过改变开关阵列的闭合方式可实现电池组的动态重构。通过控制相应开关，使得电池组在充放电期间连接或隔离任意一节单体电池，同时电池可以在串联、并联或串并联混合模式下工作。
图1 开关阵列型可重构电池拓扑结构
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