本文關(guān)鍵詞：基于電動汽車電池組安全性的結(jié)構(gòu)設(shè)計和均衡技術(shù)研究

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【摘要】：當(dāng)今,污染問題嚴(yán)重、能源緊張,各國都非常重視環(huán)保節(jié)能技術(shù)。電動車隨之蓬勃發(fā)展起來,但是電動車碰撞后容易起火、電池高溫下容易自燃、電池間個體差異導(dǎo)致的安全性等問題特別值得人們關(guān)注。在電動汽車中,電池是能量源,但是單體電池電壓較低,想要符合電動汽車使用電壓的要求,就要把單體電池串聯(lián)起來使用。電池是批量生產(chǎn)的,每個個體都存在差異,目前受制造技術(shù)所限,無法通過工藝解決,而在實際使用中還會加劇電池的這些差異,這會導(dǎo)致電動車行駛里程變短、電池壽命減少、電池溫度升高、電動車安全性降低等問題。本文針對威脅安全的這一系列問題,從結(jié)構(gòu)和均衡系統(tǒng)內(nèi)外兩方面入手,研究了國內(nèi)外關(guān)于電動車的電池安全技術(shù)。外部設(shè)計了一套電動車碰撞時保護(hù)電池安全的三層結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)可以保護(hù)電池組在遭受外界碰撞時更加安全,減少起火風(fēng)險;對電池組加入了利于散熱的溫度均衡結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)主要采用直接接觸式以達(dá)到電池組散熱和保證溫度均衡的目的,避免了因電池溫度過高而發(fā)生自燃的危險;內(nèi)部方面,先對當(dāng)前各均衡電路的優(yōu)缺點進(jìn)行了比較,選取了基于反激式變壓器的電池組均衡電路結(jié)構(gòu),搭建了均衡電路來保證電池電量的雙向均衡,解決電池間電量一致性問題。論文中首先通過單體電池的充電實驗得到了單體電池電壓、電流與時間的關(guān)系,為電池串聯(lián)實驗奠定了基礎(chǔ);其次比較了目前多種均衡電路的優(yōu)劣,選取了適合的均衡電路結(jié)構(gòu)并進(jìn)行了仿真實驗,進(jìn)而完成了均衡系統(tǒng)、電壓、溫度、電流測量的軟硬件設(shè)計;最后,通過制作的電路板對磷酸鐵鋰電池組進(jìn)行了均衡實驗,實驗結(jié)果驗證了均衡電路的實用性。
【關(guān)鍵詞】：電動汽車 鋰離子電池 電池組結(jié)構(gòu) 均衡技術(shù) 電壓測量
【學(xué)位授予單位】：吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U469.72
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-11
• 1.1 論文研究意義8
• 1.2 電池不一致性分析8-9
• 1.2.1 電池不一致性產(chǎn)生的原因8-9
• 1.2.2 改善電池不一致性的方法9
• 1.3 電動汽車電池均衡技術(shù)研究現(xiàn)狀9-10
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容10-11
• 第二章 磷酸鐵鋰（LiFePO_4）電池特性研究11-20
• 2.1 電動車電池發(fā)展介紹11-13
• 2.2 磷酸鐵鋰電池的優(yōu)勢13-14
• 2.3 磷酸鐵鋰單體電池的充電實驗14-19
• 2.3.1 LiFePO_4單體電池過充電實驗15-16
• 2.3.2 LiFePO_4單體電池正常充電實驗16-18
• 2.3.3 LiFePO_4單體電池欠充電實驗18-19
• 2.4 本章小結(jié)19-20
• 第三章 電池組碰撞安全結(jié)構(gòu)及散熱均衡性結(jié)構(gòu)設(shè)計20-28
• 3.1 電動車電池布局現(xiàn)狀20-22
• 3.2 電動車電池被動安全結(jié)構(gòu)22-26
• 3.2.1 電池組上層結(jié)構(gòu)設(shè)計23-24
• 3.2.2 電池組中間結(jié)構(gòu)設(shè)計24
• 3.2.3 電池組下層結(jié)構(gòu)設(shè)計24-26
• 3.3 電動車電池組散熱均衡結(jié)構(gòu)26-27
• 3.4 本章小結(jié)27-28
• 第四章 均衡電路設(shè)計及仿真28-47
• 4.1 均衡電路介紹28-33
• 4.1.1 被動型均衡電路28-29
• 4.1.2 主動型均衡電路29-33
• 4.2 均衡電路設(shè)計33-38
• 4.2.1 基于反激式變壓器的均衡電路設(shè)計33-34
• 4.2.2 反激式變壓器工作原理34-35
• 4.2.3 反激式變壓器相關(guān)參數(shù)設(shè)定35-36
• 4.2.4 均衡起止值及均衡過程36-38
• 4.3 均衡電路仿真38-46
• 4.3.1 均衡電路參數(shù)選取38-42
• 4.3.2 仿真數(shù)據(jù)分析42-46
• 4.4 本章小結(jié)46-47
• 第五章 均衡系統(tǒng)軟硬件實現(xiàn)47-61
• 5.1 均衡系統(tǒng)總體框架47-48
• 5.2 硬件電路介紹48-57
• 5.2.1 均衡電路48-51
• 5.2.2 電壓采集51-53
• 5.2.3 電流采集53
• 5.2.4 電壓轉(zhuǎn)換電路53-55
• 5.2.5 中央處理器55
• 5.2.6 CAN通信55-57
• 5.3 軟件實現(xiàn)57-60
• 5.3.1 主控、從控軟件實現(xiàn)57-59
• 5.3.2 上位機界面功能說明59-60
• 5.4 本章小結(jié)60-61
• 第六章 均衡系統(tǒng)試驗61-65
• 6.1 均衡試驗61-64
• 6.1.1 充放電階段均衡試驗61-64
• 6.1.2 靜置階段均衡試驗64
• 6.2 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 作者簡介70-71
• 致謝71

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