車載動力電池在使用過程中的安全性和續(xù)航時間是制約電動汽車普及的主要因素。本文圍繞電池管理系統(tǒng),從電池建模和均衡電路設(shè)計兩個方面展開研究,通過設(shè)計均衡采集板將理論與實際相結(jié)合。借助Matlab仿真工具搭建鋰離子仿真模型以及電池組均衡仿真模型,驗證建模的準(zhǔn)確性跟均衡策略合理性。本文以磷酸鐵鋰電池作為研究對象,通過對電池在不同溫度下的工作特性實驗進行研究,總結(jié)不同溫度下模型參數(shù)的變化規(guī)律,結(jié)合經(jīng)典的Thevenin電池模型,建立了一種考慮溫度影響的動態(tài)電池模型,設(shè)計了一種基于相鄰電池能量轉(zhuǎn)移的主動均衡電路,搭建了鋰電池Matlab動態(tài)仿真模型,并將動態(tài)電池模型應(yīng)用于設(shè)計的非耗散型均衡電路中,進行仿真分析。接下來搭建以DSP為核心的電池電壓、電流、溫度采集實驗平臺,將實驗平臺采集的數(shù)據(jù)作為電池組均衡和電動力汽車安全運行的依據(jù)。最后在Matlab中搭建考慮溫度的電池模型跟設(shè)計的均衡電路模型,對比普通的模型,新提出的模型在精度跟均衡速度兩個方面更優(yōu),更加適用于模擬實物電池工作特性,同時也證實設(shè)計的均衡方案的合理性。之后,進行實驗,包括:電壓采集實驗、電流采集實驗、溫度采集實驗、電池SOC的估計實驗... 

【文章來源】：安徽理工大學(xué)安徽省

【文章頁數(shù)】：105 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

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圖 2 電池組等效模型Fig.2 Battery pack equivalent model電池剩余容量和額定容量示意圖。單體電池用 B1、2B 、2C 、…、n-1C 、nC 是假定的額定容量，用1S 、2S 、…、圖 3 單體電池剩余容量等效模型Fig.3 Equivalent model of residual capacity of single battery擬電池內(nèi)部實際容量的不同用圖 3 中高度不同的的柱狀

圖 3 單體電池剩余容量等效模型Fig.3 Equivalent model of residual capacity of single battery中模擬電池內(nèi)部實際容量的不同用圖 3 中高度不同的的柱狀圖Sn-1、Sn也有差異。造成這類現(xiàn)象的原因主要是兩個方面：一方的原材料不可避免有差異所帶來的“先天”不一致性，就算同一值也都不一樣[24]；另一方面，電池組為了防塵防水密封封裝起部，汽車運行環(huán)境的復(fù)雜性，各電池處于汽車底盤不同部位，，化學(xué)反應(yīng)的程度受溫度影響明顯，電池的歐姆內(nèi)阻、極化電數(shù)也不同，就會出現(xiàn)上述的兩類現(xiàn)象。為了更直觀的體現(xiàn)均衡們做一組參照實驗：一組采用均衡控制，一組不采用均衡控制進行充放電測試，為了簡化模型，采用四節(jié)單體電池串聯(lián)的電：

【參考文獻】：
期刊論文
[1]考慮溫度影響的鋰電池等效電路建模及研究[J]. 李曉鵬,袁學(xué)慶,李博,李亞濱.  電測與儀表. 2019(03)
[2]電動汽車磷酸鐵鋰電池放電靜置電壓預(yù)測方法[J]. 侯俊偉,李禮夫.  電源技術(shù). 2018(07)
[3]基于LTC3300-1的電動汽車鋰電池組主動均衡系統(tǒng)研究[J]. 劉政,張向文,黃斌.  電源技術(shù). 2018(07)
[4]變壓器分立的動力電池組主動均衡技術(shù)研究[J]. 葉凌云,朱幸,黃添添,朱智娟,宋開臣.  儀器儀表學(xué)報. 2018(07)
[5]鋰電池性能與溫度相關(guān)性的基礎(chǔ)實驗研究[J]. 張立玉,路昭,韋立川,漆鵬程,孟祥兆,康三娜,趙民,金立文.  西安交通大學(xué)學(xué)報. 2018(05)
[6]基于改進安時積分法估計鋰離子電池組SOC[J]. 楊文榮,朱賽飛,陳陽,朱佳斌,薛力升.  電源技術(shù). 2018(02)
[7]電動車輛鋰離子動力電池建模方法綜述[J]. 胡曉松,唐小林.  機械工程學(xué)報. 2017(16)
[8]鋰電池組均衡充放電控制策略研究[J]. 梁波,齊江江,李玉忍,王鵬.  西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2017(04)
[9]一種鋰離子電池荷電狀態(tài)估計與功率預(yù)測方法[J]. 程澤,孫幸勉,程思璐.  電工技術(shù)學(xué)報. 2017(15)
[10]一種均衡考慮鋰電池內(nèi)部能量損耗和充電速度的多段恒流充電方法[J]. 劉偉,吳海桑,何志超,孫孝峰,楊耕.  電工技術(shù)學(xué)報. 2017(09)

博士論文
[1]用于寒地的電動汽車鋰電池荷電狀態(tài)估計及均衡策略研究[D]. 馮飛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017

碩士論文
[1]電動汽車電池組均衡系統(tǒng)設(shè)計及控制策略研究[D]. 賀虹.吉林大學(xué) 2015
[2]電動汽車用鋰動力電池組均衡系統(tǒng)開發(fā)及其策略研究[D]. 韋德啟.合肥工業(yè)大學(xué) 2015
[3]磷酸鐵鋰動力電池組主動均衡系統(tǒng)的研究[D]. 邱實.武漢理工大學(xué) 2014



本文編號：2976102