新能源汽車產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展帶來的退運(yùn)動力蓄電池回收與梯次利用問題亟待解決,將退運(yùn)動力蓄電池用于儲能系統(tǒng)可有效緩解回收壓力并降低動力蓄電池全生命周期成本。相較于新電池而言,梯次利用電池用于儲能系統(tǒng),電池的安全維護(hù)與參數(shù)不一致性問題尤為突出,特別是容量不一致造成電池組能量利用率低下的問題亟需解決。針對以上問題,本文針對梯次利用電池儲能系統(tǒng)開展了以下研究:針對退運(yùn)電池梯次利用場景,對比了幾種常見電池柔性成組儲能拓?fù)涞奶攸c(diǎn)及應(yīng)用場景,選取了控制簡單、可實(shí)現(xiàn)模塊化獨(dú)立控制及冗余控制的半橋級聯(lián)型拓?fù)渥鳛樘荽卫秒姵貎δ芟到y(tǒng)的拓?fù)洳㈤_展研究。分析了其工作原理,結(jié)合拓?fù)涮攸c(diǎn),建立了“本地控制+二次調(diào)節(jié)”的分布式分層架構(gòu)。為實(shí)現(xiàn)分布式控制下的系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行及電池功率獨(dú)立控制,提出了基于子模塊間I-V下垂的儲能系統(tǒng)綜合控制策略。搭建了半橋級聯(lián)型拓?fù)浞抡婺Ｐ筒⑦M(jìn)行了仿真驗(yàn)證及波形分析。針對梯次利用電池容量差異較大造成電池組能量利用率較低的問題,以子模塊功率獨(dú)立控制為基礎(chǔ),研究了半橋級聯(lián)型儲能系統(tǒng)的電池SOC均衡控制策略,提出了適用于不同種類電池混合利用的兩級均衡控制策略,實(shí)現(xiàn)了不同規(guī)格/容量電池模塊的均衡控制;并...

【文章頁數(shù)】：102 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 梯次利用電池不一致性分析及應(yīng)對措施
        1.2.1 梯次利用電池不一致性分析
        1.2.2 梯次利用電池柔性成組技術(shù)
    1.3 電池柔性成組儲能系統(tǒng)拓?fù)浼翱刂撇呗匝芯楷F(xiàn)狀
        1.3.1 功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)拓?fù)溲芯楷F(xiàn)狀
        1.3.2 電池柔性成組儲能系統(tǒng)控制策略研究現(xiàn)狀
        1.3.3 均衡控制綜述
    1.4 本文主要工作
2 半橋級聯(lián)型電池儲能系統(tǒng)
    2.1 梯次利用電池儲能系統(tǒng)的拓?fù)溥x擇
    2.2 半橋級聯(lián)型儲能系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理
    2.3 半橋級聯(lián)型儲能系統(tǒng)綜合控制策略
        2.3.1 半橋級聯(lián)型儲能系統(tǒng)分布式控制架構(gòu)
        2.3.2 半橋級聯(lián)型儲能組串與DC/AC變換器間協(xié)調(diào)控制策略
        2.3.3 半橋級聯(lián)型儲能組串間協(xié)調(diào)控制策略
        2.3.4 半橋級聯(lián)型儲能組串子模塊間協(xié)調(diào)控制策略
        2.3.5 子模塊功率獨(dú)立控制策略
    2.4 仿真驗(yàn)證
        2.4.1 基于Ⅰ-Ⅴ下垂電流控制策略對子模塊采樣誤差影響的抑制
        2.4.2 半橋級聯(lián)型儲能組串基本功能仿真驗(yàn)證
    2.5 本章小結(jié)
3 半橋級聯(lián)型電池儲能系統(tǒng)均衡控制
    3.1 兩級均衡控制策略
        3.1.1 子模塊間均衡控制策略
        3.1.2 級聯(lián)儲能組串間均衡控制策略
    3.2 半級聯(lián)型儲能組串均衡能力算例分析
    3.3 仿真及波形分析
        3.3.1 子模塊間均衡控制仿真
        3.3.2 級聯(lián)儲能組串間均衡控制仿真
    3.4 本章小結(jié)
4 半橋級聯(lián)型電池儲能系統(tǒng)冗余保護(hù)及電感紋波電流分析
    4.1 儲能組串保護(hù)裝置設(shè)計
        4.1.1 安全互鎖裝置
        4.1.2 電感續(xù)流回路的設(shè)計
    4.2 半橋級聯(lián)儲能系統(tǒng)故障保護(hù)及冗余控制
        4.2.1 故障分類及保護(hù)邏輯
        4.2.2 子模塊冗余控制
        4.2.3 冗余后載波重構(gòu)及均衡控制
        4.2.4 仿真驗(yàn)證
    4.3 電感紋波電流分析與優(yōu)化研究
        4.3.1 紋波電流有效值系數(shù)
        4.3.2 電感電流數(shù)學(xué)模型
        4.3.3 電感紋波電流分析
        4.3.4 仿真驗(yàn)證及優(yōu)化設(shè)計
    4.4 本章小結(jié)
5 實(shí)驗(yàn)平臺搭建與實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    5.1 儲能系統(tǒng)方案設(shè)計
        5.1.1 梯次利用電池儲能系統(tǒng)設(shè)計要求
        5.1.2 半橋級聯(lián)型儲能系統(tǒng)關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)設(shè)計
    5.2 實(shí)驗(yàn)平臺介紹
    5.3 實(shí)驗(yàn)樣機(jī)控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計
        5.3.1 控制系統(tǒng)硬件架構(gòu)設(shè)計
        5.3.2 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計
    5.4 實(shí)驗(yàn)波形分析
        5.4.1 功率控制實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        5.4.2 子模塊功率獨(dú)立控制實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        5.4.3 穩(wěn)定控制及二次調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        5.4.4 冗余控制實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        5.4.5 SOC均衡實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
作者簡歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3863475