【摘要】：動(dòng)力鋰電池由于受各種因素不同程度的影響,導(dǎo)致單體之間產(chǎn)生自身參數(shù)不同程度的不一致性,采用均衡技術(shù)將單體工作狀態(tài)差異程度控制在可接受的范圍內(nèi)是保證串聯(lián)電池組能夠安全可靠工作的有效途徑。理想的均衡拓?fù)鋺?yīng)該具有可靠穩(wěn)定、高效快速、控制簡(jiǎn)單等特點(diǎn),目前均衡拓?fù)浔姸?然而很難做到均衡速度和均衡效率同時(shí)兼顧,因此設(shè)計(jì)高性能的均衡拓?fù)浼翱刂撇呗猿蔀楫?dāng)前均衡技術(shù)研究的熱點(diǎn)。本文構(gòu)建了基于同芯多繞組的反激式均衡拓?fù)?通過對(duì)電路進(jìn)行原理分析以及仿真驗(yàn)證,表明該拓?fù)淠軌驅(qū)崿F(xiàn)任意單體之間的直接均衡。為深入分析均衡電路均衡性能的影響因素,建立了兩種不同工作模式下的等效電路模型,對(duì)均衡拓?fù)渲谢芈返刃щ娮�、開關(guān)頻率、占空比等參數(shù)對(duì)均衡效率和均衡速度的影響進(jìn)行了理論推導(dǎo),總結(jié)了各參數(shù)對(duì)均衡效率及均衡速度的影響規(guī)律,為均衡拓?fù)涞膬?yōu)化設(shè)計(jì)提供理論支撐。通過分析電池組失衡的原因以及相關(guān)的表現(xiàn)形式,總結(jié)了目前常用的均衡控制變量的優(yōu)缺點(diǎn);以可用剩余容量最大化為目標(biāo),建立均衡過程的優(yōu)化控制模型,求解模型獲得基于最大剩余可用能量的均衡控制參數(shù),通過相關(guān)的理論分析及仿真驗(yàn)證了算法在提高電池能量利用率方面的有效性。優(yōu)化設(shè)計(jì)了均衡器驅(qū)動(dòng)電路以提高均衡速度和效率,利用電池管理芯片LTC6803實(shí)現(xiàn)電池組的信息采集。搭建了六單體直接均衡系統(tǒng),對(duì)均衡器的兩種不同工作模式進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,針對(duì)各個(gè)參數(shù)對(duì)均衡性能的影響分析,進(jìn)行了參數(shù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),證明理論分析的正確性;模擬電池組不同工況下的工作狀態(tài),分別進(jìn)行了靜置均衡實(shí)驗(yàn)、充電均衡實(shí)驗(yàn)、放電均衡實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了均衡系統(tǒng)在不同工況下的均衡功能。
【圖文】：

開路電壓具有可直接測(cè)量、精度高等特點(diǎn)，但在電池單體剛進(jìn)行完充放電最初的一段時(shí)間內(nèi)，單體電壓會(huì)有一定的波動(dòng)，必須經(jīng)過一段時(shí)間的自恢復(fù)，部電化學(xué)反應(yīng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，此時(shí)測(cè)量的靜置電位差才能稱為開路電壓，因開路電壓測(cè)量的實(shí)時(shí)性差，由于開路電壓關(guān)于 SOC 的曲線存在“平臺(tái)期”，當(dāng)體處于平臺(tái)期時(shí)，即便較小的開路電壓測(cè)量誤差也可能導(dǎo)致較大的 SOC 誤差。b) 以端電壓作為均衡控制量電池端電壓同開路電壓一樣，也具有便于測(cè)量的特點(diǎn)，相比開路電壓而言端電壓克服了開路電壓實(shí)時(shí)性差的缺點(diǎn)，，并且單體的不一致性在端電壓的體現(xiàn)對(duì)于開路電壓變化幅值更大，有利于減小由于電壓測(cè)量誤差所帶來的影響，圖 3例舉了鋰電池不同倍率充放電曲線�，F(xiàn)在很多動(dòng)力鋰電池組均衡都以端電壓為制量，對(duì)電池組進(jìn)行 削峰填谷 ，防止電池單體過充過放。串聯(lián)電池組工作流過電流幅值波動(dòng)比較大，由于內(nèi)阻的存在導(dǎo)致單體間最大端電壓差波動(dòng)比較大，最大端電壓差超過均衡系統(tǒng)設(shè)定的閾值時(shí)，均衡系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)作開啟均衡使原本無需均衡的單體之間進(jìn)行均衡。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM912

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2602779