本文關(guān)鍵詞：鋰離子電池變頻脈沖快速充電方法研究

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【摘要】：中國各地霧霾天氣的頻繁出現(xiàn),引起了社會各界對機動車尾氣排放的關(guān)注。電動汽車作為一種綠色、經(jīng)濟的交通工具,正在得到廣泛使用。動力電池是給電動汽車提供動力源的一種儲存裝置,它自身的性能和充放電特性對電動汽車的正常工作和良好運行有著重要影響。鋰離子電池是當前廣泛使用的二次電池,其高效、安全的快速充電方法是目前研究的重點。現(xiàn)有的典型快速充電方法較好地解決了充電速度快的問題,但大多在協(xié)調(diào)充電效率和消除極化的關(guān)系問題上還有待進一步完善。本文結(jié)合變頻脈沖充電和負脈沖去極化方法,采用模糊控制技術(shù),可以在一定程度上緩解極化效應(yīng),從而加快充電速度,改善充電效果,延長蓄電池使用壽命。具體研究內(nèi)容如下:1、選擇鋰離子電池作為研究對象,分析了其工作原理、充放電特性和影響因素,研究了極化現(xiàn)象的產(chǎn)生機理、消除辦法和原則。2、研究了現(xiàn)有快速充電方式的優(yōu)缺點和實現(xiàn)大電流充電來提高充電效率的難點,重點分析了脈沖充電方法。分析了變頻快速充電方法的原理,提出了利用擾動觀察法檢測和動態(tài)跟蹤不同充電階段的最優(yōu)頻率,并把最優(yōu)頻率對應(yīng)的最大電流提供給蓄電池充電。3、針對現(xiàn)有快速充電方法中存在去極化效果不明顯問題,本文采用瞬時負脈沖去極化,提出采用模糊控制器1判斷極化程度,即給出負脈沖加予的時機;采用模糊控制器2給定去極化的程度,負脈沖去極化要把握好度,收到了一定的效果即析氣電壓降至一定值時,就應(yīng)該結(jié)束負脈沖放電,進而轉(zhuǎn)到充電狀態(tài)。最后通過對比實驗,驗證了設(shè)計的基于模糊控制的鋰離子電池變頻脈沖快速充電系統(tǒng)的有效性。4、建立變頻脈沖快速充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖,設(shè)計了主電路、組成電路和軟件實現(xiàn)圖,最后搭建電池實驗平臺,測試了快速充電系統(tǒng)的功能。本文所做的研究,適合于采用動力電池作為儲能裝置的便攜式電子設(shè)備、電動汽車、不間斷電源等系統(tǒng)中。
【關(guān)鍵詞】：鋰離子電池 變頻 模糊控制技術(shù) 快速充電
【學位授予單位】：湖北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM912
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-6
• 目錄6-9
• 第1章 引言9-14
• 1.1 研究背景和意義9-10
• 1.2 鋰離子電池發(fā)展現(xiàn)狀10
• 1.3 充電策略國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.4 充電技術(shù)難點12
• 1.5 論文主要研究內(nèi)容12-14
• 第2章 鋰離子電池工作原理及充電特性14-23
• 2.1 蓄電池的選型14-15
• 2.2 工作原理15
• 2.3 充放電特性及影響因素15-18
• 2.4 極化現(xiàn)象分析18-21
• 2.4.1 極化對充電過程的影響19
• 2.4.2 析氣特性分析19-20
• 2.4.3 消除極化方法20-21
• 2.5 本章小結(jié)21-23
• 第3章 基于模糊控制的鋰離子電池變頻脈沖快速充電23-31
• 3.1 快速充電方法分析23-27
• 3.1.1 快速充電原理23-24
• 3.1.2 常用快速充電方法24-27
• 3.2 變頻脈沖充電27-30
• 3.2.1 變頻充電原理27-28
• 3.2.2 最優(yōu)頻率的選擇28-30
• 3.3 本章小結(jié)30-31
• 第4章 基于模糊控制的負脈沖去極化方法31-38
• 4.1 模糊控制基本理論31-32
• 4.2 模糊控制器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖32-37
• 4.2.1 模糊控制器1設(shè)計33-35
• 4.2.2 模糊控制器2設(shè)計35-37
• 4.3 本章小結(jié)37-38
• 第5章 變頻脈沖快速充電方法實驗與分析38-45
• 5.1 變頻脈沖快速充電方法仿真實驗38-41
• 5.2 變頻脈沖快速充電法與其他幾種充電方法的對比實驗41-44
• 5.2.1 實驗條件41
• 5.2.2 對比試驗及結(jié)果分析41-44
• 5.3 本章小結(jié)44-45
• 第6章 快速充電系統(tǒng)平臺的建立45-59
• 6.1 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計實現(xiàn)45
• 6.2 快速充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)45-53
• 6.2.1 主電路設(shè)計46-47
• 6.2.2 變頻部分電路設(shè)計47
• 6.2.3 PWM整流電路設(shè)計47-49
• 6.2.4 雙向DC/DC變換電路49-50
• 6.2.5 采樣電路設(shè)計50-52
• 6.2.6 電源電路52
• 6.2.7 保護及驅(qū)動電路設(shè)計52-53
• 6.3 快速充電的軟件設(shè)計53-57
• 6.3.1 主程序設(shè)計53-54
• 6.3.2 最優(yōu)頻率判斷程序設(shè)計54-55
• 6.3.3 模糊控制器1軟件設(shè)計55-56
• 6.3.4 去極化子程序設(shè)計56-57
• 6.4 快速充電系統(tǒng)性能測試57-58
• 6.5 本章小結(jié)58-59
• 第7章 全文總結(jié)與展望59-61
• 參考文獻61-64
• 致謝64-65
• 附錄 攻讀碩士期間發(fā)表的論文65-66
• 碩士學位論文信息備案表66

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3 本報記者 馮健;動力鋰離子電池：安全性制約應(yīng)用[N];中國電子報;2009年

4 記者 趙t熻，

本文編號：530765