本文關鍵詞：鋰電池組均衡系統(tǒng)設計與方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,能源危機和環(huán)境惡化問題日益突出,傳統(tǒng)汽車不僅消耗化石燃料且造成了很大的污染,因此采用電池作為動力源的電動汽車越來越引起重視。電動汽車的車載動力電池往往需要串并聯(lián)成組才能達到電動汽車的電壓、功率、能量等級要求,然而電池成組后如果出現(xiàn)單體電池不一致性的現(xiàn)象,會導致整組電池電量下降、利用率降低。本課題以北京市科委“節(jié)能與新能源汽車培育”專項課題中的《礦用防爆無軌膠輪純電動汽車關鍵技術研究》為依托,主要任務是針對電池組不均衡問題提出實際可行的解決方案。本文首先從電池等效電路模型出發(fā),利用ARBIN BT2000充放電設備對單體磷酸鐵鋰電池和鈦酸鋰電池做了參數(shù)性能實驗測試,以此為基礎分析了直流內阻、極化電壓、SOC(State of Charge)和電池容量對電池組不均衡的影響。分別對能量耗散型和能量非耗散型均衡電路結構進行了分析,對比了不同的均衡方法和均衡控制策略,并提出了本文適用的基于外電壓判別方法的能量耗散型電路結構。本文分別針對在線和離線兩種方式完成了均衡系統(tǒng)設計。在線均衡系統(tǒng)是以飛思卡爾的單片機和凌力爾特LTC6804-1芯片為核心設計出采集均衡板,該板的主要功能是采集電池組內各單體電壓、測量單體溫度、均衡電池組容量和對外通信。本文提出了離線均衡系統(tǒng)的功能設計和模塊設計方案,包括支持多種類型鋰電池組均衡、支持順接和跨接兩種電池組結構、支持自動均衡和手動均衡模式以及均衡電流的換擋調節(jié)。最后利用均衡實驗驗證本文所設計的均衡系統(tǒng)及提出的均衡方法。分別針對鈦酸鋰電池組和磷酸鐵鋰電池組不均衡的三種典型情況,借助ARBIN EVTS充放電設備,分別對在線均衡和離線均衡做了功能性測試,驗證了均衡系統(tǒng)的功能并對實驗數(shù)據(jù)進行了分析,結果證明了其均衡效果和精度均可以滿足實際需求。
【關鍵詞】：鈦酸鋰電池 磷酸鐵鋰電池 在線均衡 離線均衡
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM912
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 引言11-17
• 1.1 電動汽車發(fā)展背景11
• 1.2 國內外電動汽車發(fā)展概況11-13
• 1.3 車用動力電池發(fā)展13-15
• 1.4 鋰電池組均衡研究現(xiàn)狀及意義15
• 1.5 課題意義及工作內容15-17
• 2 電池性能參數(shù)測試及不均衡機理分析17-31
• 2.1 電池單體數(shù)學模型17-18
• 2.2 電池主要模型參數(shù)的測試18-26
• 2.2.1 電池容量測試與分析20-22
• 2.2.2 電池開路電壓測試與分析22-24
• 2.2.3 電池歐姆內阻測試與分析24-25
• 2.2.4 極化電壓測試與分析25-26
• 2.3 電池參數(shù)對不均衡的影響分析26-29
• 2.4 本章小結29-31
• 3 均衡方案分析與設計31-43
• 3.1 均衡電路分析與方案設計31-39
• 3.1.1 能量耗散型31-32
• 3.1.2 能量非耗散型32-38
• 3.1.3 均衡電路方案設計38-39
• 3.2 均衡策略分析與方案設計39-42
• 3.2.1 三種均衡方法分析39-41
• 3.2.2 均衡方法選擇41
• 3.2.3 均衡控制策略分析41-42
• 3.2.4 均衡控制策略選擇42
• 3.3 本章小結42-43
• 4 電池均衡系統(tǒng)設計43-65
• 4.1 電池在線均衡系統(tǒng)設計43-60
• 4.1.1 采集均衡模塊硬件設計43-54
• 4.1.2 采集均衡模塊軟件設計54-60
• 4.2 電池離線均衡系統(tǒng)設計60-64
• 4.2.1 離線均衡功能設計60-61
• 4.2.2 離線均衡模塊設計61-64
• 4.3 本章小結64-65
• 5 功能實驗測試65-79
• 5.1 實驗平臺搭建65-67
• 5.2 實驗測試67-76
• 5.2.1 電壓采集測試67-69
• 5.2.2 均衡功能測試69-76
• 5.3 實驗結果分析76-77
• 5.4 本章小結77-79
• 6 總結與展望79-81
• 參考文獻81-85
• 作者簡歷85-89
• 學位論文數(shù)據(jù)集89

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本文編號：418210