發(fā)布時間：2017-09-28 04:30

  本文關(guān)鍵詞：磷酸鐵鋰電池組動態(tài)均衡技術(shù)的研究

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【摘要】：新能源技術(shù)的發(fā)展促使蓄電池在生產(chǎn)生活領(lǐng)域發(fā)揮著日益重要并有著不可替代的作用。以磷酸鐵鋰電池為代表的鋰離子電池具有安全性、重量輕、壽命長、綠色環(huán)保等性能而成為新一代主要動力蓄電池。在高電壓大容量應(yīng)用場合,單體電池的串并聯(lián)使用非常普遍,單體電池與電池組的關(guān)系猶如木桶效應(yīng),雖然電池組系統(tǒng)受很多因素影響,但其不均衡性是最重要的因素。針對磷酸鐵鋰高性能動力蓄電池,研究設(shè)計高效率、模塊化及快速性的電池組均衡系統(tǒng)具有較大的實(shí)際應(yīng)用價值。本文首先簡述了鋰離子電池分類,對不同正極材料鋰離子電池特性做了對比分析,對磷酸鐵鋰電池結(jié)構(gòu)與工作原理、放電特性、儲能特性、開路特性做了深入分析；在分析了電池特性不一致問題的成因基礎(chǔ)上提出了電池組均衡技術(shù)的必要性,對比分析了現(xiàn)有被動均衡技術(shù)與主動均衡技術(shù)及其電路的優(yōu)勢與不足。然后提出并設(shè)計了一種基于反激式變壓器作為DC/DC轉(zhuǎn)換器的快速無損電池組均衡電路,從高電壓電池抽取電流返還回整個電池組,采用多環(huán)式分層結(jié)構(gòu)與峰值電流控制策略顯著提高均衡速度,縮短均衡時間。一方面,對設(shè)計的電池組快速均衡電路在PSIM環(huán)境下進(jìn)行模型搭建,與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的均衡電路進(jìn)行了對比仿真分析,驗(yàn)證了快速均衡電路的可行性與高速性。另一方面,對設(shè)計的電池組快速均衡電路就不同充放電情況下的動態(tài)均衡及模擬實(shí)際情況下的均衡效率做了仿真分析。最后進(jìn)行了電池組快速均衡系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計與實(shí)驗(yàn)測試。從均衡系統(tǒng)整體架構(gòu)出發(fā),對電壓電流檢測電路、緩沖電路、濾波電路、MOSFET驅(qū)動電路做了深入分析�；赟TM32F103控制器完成了均衡系統(tǒng)軟件設(shè)計。對四單體磷酸鐵鋰串聯(lián)電池組均衡系統(tǒng)做了實(shí)驗(yàn)測試,結(jié)果表明實(shí)際工作情況與理論及仿真分析基本吻合,驗(yàn)證了系統(tǒng)設(shè)計的可行性。
【關(guān)鍵詞】：磷酸鐵鋰電池 均衡電路 峰值電流控制 反激式變換器
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM912
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-12
• 1.1 選題背景和意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究動態(tài)10-11
• 1.3 論文主要研究工作11-12
• 第2章 磷酸鐵鋰電池特性與充電控制方法分析12-17
• 2.1 鋰電池分類12-13
• 2.2 磷酸鐵鋰電池工作特性分析13-16
• 2.2.1 磷酸鐵鋰電池結(jié)構(gòu)與工作原理13
• 2.2.2 磷酸鐵鋰電池放電特性分析13-14
• 2.2.3 磷酸鐵鋰電池儲能特性分析14-15
• 2.2.4 磷酸鐵鋰電池開路特性分析15-16
• 2.3 磷酸鐵鋰電池充電控制方法分析16
• 2.4 本章小結(jié)16-17
• 第3章 電池組均衡技術(shù)17-24
• 3.1 電池特性不一致問題17
• 3.2 電池組均衡技術(shù)及其電路17-23
• 3.2.1 被動均衡技術(shù)及其電路18
• 3.2.2 主動均衡技術(shù)及其電路18-23
• 3.3 本章小結(jié)23-24
• 第4章 電池組快速均衡電路設(shè)計與仿真24-43
• 4.1 快速均衡電路設(shè)計與分析24-28
• 4.1.1 快速均衡電路結(jié)構(gòu)設(shè)計24-25
• 4.1.2 快速均衡電路工作原理25-28
• 4.2 快速均衡策略與關(guān)鍵參數(shù)確定28-30
• 4.2.1 均衡策略分析28-29
• 4.2.2 關(guān)鍵參數(shù)確定29
• 4.2.3 快速性體現(xiàn)29-30
• 4.3 快速均衡電路模型構(gòu)建與仿真分析30-42
• 4.3.1 快速均衡電路仿真總體設(shè)計30-31
• 4.3.2 基于PSIM的快速均衡電路仿真模型搭建31-32
• 4.3.3 快速均衡電路靜態(tài)仿真分析32-35
• 4.3.4 快速均衡電路動態(tài)仿真分析35-38
• 4.3.5 模擬實(shí)際環(huán)境的均衡效率仿真分析38-42
• 4.4 本章小結(jié)42-43
• 第5章 均衡系統(tǒng)軟硬件設(shè)計與實(shí)驗(yàn)測試分析43-53
• 5.1 均衡系統(tǒng)總體設(shè)計43-44
• 5.2 均衡系統(tǒng)硬件設(shè)計44-47
• 5.2.1 均衡系統(tǒng)電路設(shè)計44-45
• 5.2.2 電壓電流檢測電路設(shè)計分析45-46
• 5.2.3 緩沖及濾波電路設(shè)計分析46-47
• 5.2.4 MOSFET驅(qū)動電路設(shè)計分析47
• 5.3 均衡系統(tǒng)軟件設(shè)計47-49
• 5.4 均衡系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)測試分析49-52
• 5.5 本章小結(jié)52-53
• 第6章 總結(jié)與展望53-55
• 參考文獻(xiàn)55-59
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果59-60
• 致謝60

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 蔣新華,馮毅,解晶瑩;電壓檢測電路對鋰離子電池組的影響[J];電池;2005年02期

2 時瑋;姜久春;李索宇;賈容達(dá);;磷酸鐵鋰電池SOC估算方法研究[J];電子測量與儀器學(xué)報;2010年08期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 朱雅俊;電動汽車用磷酸鐵鋰電池建模與SOC估算研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2012年

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本文編號：933797