蓄電池具有能量密度高、儲(chǔ)能效果好等優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用日益廣泛。為了滿足電壓和容量的要求,蓄電池單體需要多個(gè)串聯(lián)使用,然而每節(jié)電池在生產(chǎn)制造過(guò)程中不能保證參數(shù)的完全一致,這就導(dǎo)致了串聯(lián)電池組在進(jìn)行充放電的過(guò)程中,個(gè)別單體存在過(guò)充或者過(guò)放的情況,會(huì)影響到整個(gè)電池組的使用壽命和容量。因此研究安全、可靠、快速、高效的均衡技術(shù)對(duì)保障儲(chǔ)能系統(tǒng)安全、提高單體有效容量、延長(zhǎng)循環(huán)壽命有重要意義。針對(duì)串聯(lián)儲(chǔ)能多路徑均衡電路,基于兩段式均衡模式,為了充分發(fā)揮拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn),提出了帶有電感連續(xù)儲(chǔ)能和連續(xù)釋能的三段式均衡模式,實(shí)現(xiàn)了任意單體、任意兩個(gè)或三個(gè)相鄰單體構(gòu)成的小組以及任意兩個(gè)非相鄰單體構(gòu)成的小組均可作為釋能或儲(chǔ)能單元參與均衡的功能,極大地拓展了均衡路徑,能夠適用于更為復(fù)雜的失衡情況。建立了多路徑均衡電路的簡(jiǎn)化模型,詳細(xì)分析了引入電感連續(xù)儲(chǔ)能或連續(xù)釋能環(huán)節(jié)后,均衡電路的工作模式以及參與連續(xù)儲(chǔ)能或釋能的單體或小組的能量配比關(guān)系,研究了占空比對(duì)均衡功率、變換效率等均衡性能的影響,并給出臨界連續(xù)模式下占空比的確定方法。引入電感連續(xù)儲(chǔ)能和連續(xù)釋能環(huán)節(jié)后,均衡路徑非常多,在軟件的處理上提出了底層均衡動(dòng)作和頂層均衡策略相結(jié)... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

多路徑均衡主電路圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文16t/10-3s采用的電池模型是鋰離子電池，電池的標(biāo)稱(chēng)電壓是3.6V，額定容量為2.9Ah，每節(jié)電池的內(nèi)阻設(shè)置為1m，電池在標(biāo)稱(chēng)放電區(qū)SOC和開(kāi)路電壓呈線性關(guān)系，選取失衡模態(tài)時(shí)只需改變初始SOC水平一個(gè)參數(shù)即可，電感L為100μH，回路電阻為100m，開(kāi)關(guān)管頻率f為10kHz。為了保證在均衡過(guò)程中電池始終工作在標(biāo)稱(chēng)區(qū)，測(cè)量標(biāo)稱(chēng)放電電流下的電池放電曲線如圖2-9所示。圖2-9標(biāo)稱(chēng)放電電流下電池模型的放電曲線（1）兩段式均衡中奇對(duì)偶模式仿真以奇對(duì)偶中B5單體對(duì)B2單體均衡為例進(jìn)行仿真，B5單體的SOC設(shè)置為90%，B2單體的SOC設(shè)置為80%，考慮到電感電流存在續(xù)流環(huán)節(jié)，占空比D設(shè)置為0.5，此時(shí)電感電流波形如圖2-10中a)所示，B5、B2單體均衡過(guò)程中SOC的變化情況如圖2-10中b)所示。a)電感電流波形圖b)B5和B2單體的SOC變化曲線圖2-10奇對(duì)偶均衡時(shí)電感電流與B5、B2單體的SOC根據(jù)圖2-10可知，均衡過(guò)程中B5單體SOC下降，B2單體SOC上升，電感電流處于連續(xù)模式下，可以實(shí)現(xiàn)單體之間的均衡。>3.43.53.63.73.83.9400.511.522.589.6599489.6599689.6599889.6600.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.0090.0179.3279.3200279.3200479.32006E/V電池放電容量/Ahi/At/10-3sSOC(%)t/10-3s

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文18對(duì)偶奇均衡模式進(jìn)行仿真分析，其中543三單體構(gòu)成的小組能量偏高，1號(hào)和2號(hào)電池單體能量偏低。此時(shí)釋能單元小組對(duì)應(yīng)的占空比取0.3，1號(hào)電池單體對(duì)應(yīng)的占空比為0.3。三單體構(gòu)成的小組放電電流i1波形、單體B2充電電流i2波形和單體B1充電電流i3波形如圖2-12a)所示，電感電壓和電流波形如圖2-12b)所示。根據(jù)圖2-12所示，在一個(gè)周期內(nèi)，第一階段為小組給電感儲(chǔ)能，第二階段為電感釋能給低壓電池單體B2，第三階段為電感釋能給低壓電池單體B1。可以看出電感電流臨界連續(xù)，驗(yàn)證了電感連續(xù)釋能的可行性。并且1號(hào)和2號(hào)單體同時(shí)作為儲(chǔ)能單元，參與均衡，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)單體構(gòu)成小組參與均衡的功能，與兩段式均衡相比，顯現(xiàn)出獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)。a)連續(xù)釋能模式下各段充放電電流b)電感電壓和電流波形圖2-12電感連續(xù)釋能模式下充放電電流、電感電壓及電流2.5本章小結(jié)本章首先對(duì)多路徑均衡電路拓?fù)溥M(jìn)行了介紹，分析了兩段式均衡中存在無(wú)法t(10-3s)i1i2i303.43.33.23.1-2-10-4-3-2-101234i(A)0264-8-6-4-2-1004.64.54.44.34321uL(V)iL(A)t(10-3s)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]基于直接均衡技術(shù)的串聯(lián)儲(chǔ)能電源均衡系統(tǒng)研究[D]. 董青山.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[3]串聯(lián)儲(chǔ)能系統(tǒng)多單體直接均衡技術(shù)的研究[D]. 譚宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017



本文編號(hào)：2939708