以化石燃料為動(dòng)力的傳統(tǒng)汽車行業(yè)在改變?nèi)藗兂鲂蟹绞?給人們帶來(lái)生活便利的同時(shí),也引發(fā)一系列能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題。當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的主旋律是節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境,推廣高效節(jié)能、環(huán)保清潔的電動(dòng)汽車是大勢(shì)所趨。鋰離子電池作為一種新型動(dòng)力電池,因能量密度高、無(wú)記憶效應(yīng)、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),自首次應(yīng)用于電動(dòng)汽車以來(lái)就受到關(guān)注,目前續(xù)航里程短、充電時(shí)間長(zhǎng)限制電動(dòng)汽車規(guī)模化發(fā)展。因此,研究一種基于鋰離子電池的快速充電控制系統(tǒng),對(duì)推廣電動(dòng)汽車具有重要經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)實(shí)意義。本文首先調(diào)研電動(dòng)汽車及充電技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,分析鋰離子電池的等效模型和充電特性,并綜合比較前人提出的各種充電方法優(yōu)缺點(diǎn)。為解決充電效率低的問(wèn)題,在鋰離子電池快速充電階段中引入模糊智能控制算法,根據(jù)電池端電壓變化率和電池最高截止電壓與當(dāng)前實(shí)測(cè)電壓之差這兩個(gè)論域子集,進(jìn)行模糊推理,最后確定最佳充電電流,有效縮短充電時(shí)間,延長(zhǎng)電池壽命。其次,為保持干凈電網(wǎng)環(huán)境,本文選用電壓型PWM整流電路,減弱電動(dòng)車用鋰離子電池充電過(guò)程中對(duì)電網(wǎng)造成的諧波污染。建立三相電壓型PWM整流電路在三相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,并利用坐標(biāo)變換推導(dǎo)出整流電路在兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。鋰離子電池充電回路通過(guò)雙閉環(huán)直接電流控制,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)側(cè)電流正弦化,單位功率因素運(yùn)行目標(biāo)。此外,采用非耗散型均衡電路和改進(jìn)型電壓均衡控制策略來(lái)消除由于單體電池性能不一致導(dǎo)致電池組使用壽命短的影響,并且通過(guò)間歇停充減弱充電過(guò)程中的極化現(xiàn)象。最后,設(shè)計(jì)電動(dòng)車用鋰離子電池快速充電控制系統(tǒng)的硬件電路和功能軟件。通過(guò)Matlab軟件建立三相電壓型PWM整流電路的仿真模型,并在此基礎(chǔ)上,搭建基于TMS320F2812主控芯片的原理樣機(jī),完成對(duì)整個(gè)電動(dòng)車用鋰離子電池快速充電系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果初步驗(yàn)證了用于快速充電系統(tǒng)的模糊控制策略和改進(jìn)型電壓均衡控制策略的有效性。
【學(xué)位單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U469.72

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本文編號(hào)：2807411