【摘要】：新能源汽車電池組中的各個(gè)電池在電池容量、內(nèi)阻以及自放電率等參數(shù)上會(huì)存在差異,這種差異被稱為電池的不一致性,會(huì)對(duì)電池組的可用容量及使用壽命產(chǎn)生不利影響。為了有效的減小電池不一致性對(duì)電池組的不利影響,需要對(duì)均衡技術(shù)進(jìn)行研究。在電池組的主動(dòng)均衡拓?fù)渲?均衡速度和儲(chǔ)能元件數(shù)量是影響其性能的兩個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。本文立足于電感型主動(dòng)均衡拓?fù)涞母倪M(jìn)與優(yōu)化,針對(duì)上述兩個(gè)關(guān)鍵指標(biāo),分別提出了兩種主動(dòng)均衡拓?fù)�。首�?針對(duì)傳統(tǒng)的電感型均衡拓?fù)渚馑俣容^慢的問題,提出基于電感的分層式主動(dòng)均衡拓?fù)銲BLE(Inductor Based Layered Equalization)。該拓?fù)浞譃樯�、下兩�?每層均衡電路都包含多個(gè)均衡器以構(gòu)成均衡子電路,且不同均衡器之間互不影響,故該拓?fù)渚哂卸鄠�(gè)均衡路徑。通過對(duì)該拓?fù)渚庠淼亩糠治?得出電感和開關(guān)頻率的取值與均衡電流的定量關(guān)系,并給出各個(gè)均衡器的最大占空比。仿真結(jié)果表明,相比于傳統(tǒng)的電感型均衡拓?fù)?該拓?fù)渚哂懈�、更穩(wěn)定的均衡速度,并且比并行結(jié)構(gòu)主動(dòng)均衡拓?fù)銹AE(Parallel Architecture Equalization)減少14%的均衡時(shí)間。然后,針對(duì)傳統(tǒng)的電感型均衡拓?fù)鋬?chǔ)能元件數(shù)量較多的問題,提出基于電感的新型分層式主動(dòng)均衡拓?fù)銲BNLE(Inductor Based Novel Layered Equalization)。該拓?fù)浞譃樯�、下兩�?每層均衡電路都采用一個(gè)均衡器對(duì)應(yīng)兩個(gè)電池單元的結(jié)構(gòu),以替代傳統(tǒng)的一個(gè)均衡器對(duì)應(yīng)一個(gè)電池單元的結(jié)構(gòu),故該拓?fù)渚哂懈俚膬?chǔ)能元件數(shù)量。通過對(duì)該拓?fù)渚庠淼亩糠治?得出電感和開關(guān)頻率的取值與均衡電流的定量關(guān)系,并給出各個(gè)均衡器的最大占空比。仿真結(jié)果表明,相比于傳統(tǒng)的電感型均衡拓?fù)?該拓?fù)淠茉诒ＷC較快均衡速度的情況下,減少儲(chǔ)能元件的數(shù)量,并且串聯(lián)電池?cái)?shù)更多時(shí)在儲(chǔ)能元件數(shù)量上的優(yōu)勢(shì)更為明顯。最后,對(duì)電池組主動(dòng)均衡實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行搭建,并分別對(duì)IBLE和IBNLE進(jìn)行均衡實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,IBLE和IBNLE均能有效的完成電池組的主動(dòng)均衡,且均衡準(zhǔn)確性較高。其中,IBLE能夠?qū)崿F(xiàn)較大的均衡電流,在很短時(shí)間內(nèi)即可完成均衡;IBNLE具有更少的儲(chǔ)能元件數(shù)量,且能保證較快的均衡速度。
【圖文】：

第四章 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建及實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證基于電感的分層式主動(dòng)均衡拓?fù)?IBLE 和基于電感的新型撲 IBNLE 的有效性，本章對(duì)電池組主動(dòng)均衡實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行搭建，并分電路和 IBNLE 主動(dòng)均衡電路進(jìn)行了均衡實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)包括電池制器、電壓采集電路、驅(qū)動(dòng)電路以及主動(dòng)均衡電路。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，成電池組的主動(dòng)均衡，其均衡速度快、均衡準(zhǔn)確性高；IBNLE 同樣能組的主動(dòng)均衡，其儲(chǔ)能元件數(shù)量較少，同時(shí)保證較快的均衡速度。驗(yàn)平臺(tái)介紹對(duì)所搭建的電池組主動(dòng)均衡實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行介紹。如圖 4-1 所示，在該括電池充放電設(shè)備、主控制器、電壓采集電路、驅(qū)動(dòng)電路以及主動(dòng)均

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文1.3 電壓采集電路電壓采集電路負(fù)責(zé)在均衡實(shí)驗(yàn)中對(duì)各個(gè)電池的電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并作為均衡變送至主控制器。由于電池組的整體電壓較高，并且其中每個(gè)電池的負(fù)極均不共地，存在較高的共壓，故直接采用主控制器中集成的 ADC 采集模塊并不可行。同時(shí)，在均衡實(shí)驗(yàn)中衡變量作為判斷是否達(dá)到均衡閾值的依據(jù)，對(duì)采集精度要求較高。因此，需要單獨(dú)壓采集電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中電壓采集電路選用差分放大測(cè)量法，通過運(yùn)算放大器 OP747 搭建的放大器和 OP07 搭建的電壓跟隨器，對(duì)各個(gè)電池的電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，，其電路原理圖 4-2 所示。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM912

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前7條

1 劉紅銳;張昭懷;;鋰離子電池組充放電均衡器及均衡策略[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2015年08期

2 徐磊;何秋生;孫志毅;李曉云;;動(dòng)力鋰電池變電阻均衡充電方法研究[J];太原科技大學(xué)學(xué)報(bào);2014年02期

3 李娜;白愷;陳豪;劉平;�；�;;磷酸鐵鋰電池均衡技術(shù)綜述[J];華北電力技術(shù);2012年02期

4 符曉玲;商云龍;崔納新;;電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J];電力電子技術(shù);2011年12期

5 沈剛;;當(dāng)前世界新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢(shì)及我國(guó)的路線選擇[J];中國(guó)發(fā)展觀察;2011年01期

6 李茜;;日本下一代汽車發(fā)展戰(zhàn)略及其啟示[J];綜合運(yùn)輸;2010年10期

7 王意軍;李朵;張哲;陳敏;;實(shí)用串聯(lián)鋰離子電池組均衡電路的比較研究[J];電源技術(shù)應(yīng)用;2010年08期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 陳洋;串聯(lián)電池組直接均衡拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及路徑優(yōu)化策略研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

2 郭向偉;電動(dòng)汽車電池荷電狀態(tài)估計(jì)及均衡技術(shù)研究[D];華南理工大學(xué);2016年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前7條

1 張勁;串聯(lián)電池組多路徑均衡電路研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

2 姚雅靜;中美新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略比較研究[D];山西財(cái)經(jīng)大學(xué);2015年

3 陳志;電動(dòng)汽車電池均衡技術(shù)的研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

4 高銘澤;中國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)研究[D];吉林大學(xué);2013年

5 李索宇;動(dòng)力鋰電池組均衡技術(shù)研究[D];北京交通大學(xué);2011年

6 羅少文;我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究[D];復(fù)旦大學(xué);2008年

7 鄭杭波;新型電動(dòng)汽車鋰電池管理系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D];清華大學(xué);2004年

本文編號(hào)：2627496