電動(dòng)汽車具有無污染、噪音低、能源效率高等優(yōu)點(diǎn),成為世界各國開發(fā)和推廣的對(duì)象。但續(xù)航里程短,充電速度慢等問題制約著電動(dòng)汽車的發(fā)展,其中動(dòng)力電池組還存在不一致性問題,嚴(yán)重影響電池組的可用容量和循環(huán)使用壽命。目前,雖然大部分的均衡管理方式取得了較好的均衡效果,但還沒有一種針對(duì)電池組不同階段的均衡管理方法。為此本文針對(duì)電動(dòng)汽車動(dòng)力電池組的不一致性問題,展開了對(duì)均衡管理方案的研究,重點(diǎn)分析了電池組在各階段出現(xiàn)不一致性問題的特征,研究了各階段的均衡管理方式,設(shè)計(jì)了均衡硬件電路和均衡管理策略;搭建了一個(gè)完整的均衡管理系統(tǒng),有針對(duì)性地改善了電池組在各階段均衡時(shí)間的長(zhǎng)短和電壓的波動(dòng)幅度,提高了對(duì)電池組的均衡效果,本文的主要工作如下:首先針對(duì)電池組出現(xiàn)不一致性問題的原因,從電池的生產(chǎn)、存儲(chǔ)和使用階段進(jìn)行了分析,通過探討電池內(nèi)部狀態(tài)量的變化規(guī)律,重點(diǎn)研究了電池組在各階段不一致性的特征以及不一致性在各階段存在的差異,對(duì)比了現(xiàn)有改善電池組不一致性的方法,并提出了本文的研究方案;根據(jù)電池實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中各參數(shù)與SOC的變化關(guān)系,對(duì)比分析了開路電壓、工作電壓和SOC在表征電池組不一致性上的優(yōu)缺點(diǎn),并選取了開路電壓和工作電... 

【文章來源】：蘇州大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１磷酸鐵鋰電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成示意圖??對(duì)磷酸鐵鋰電池進(jìn)行充電時(shí)，鋰離子從正極部分的磷酸鐵鋰晶體中脫離出來，經(jīng)??

電池組不一致性分析??驗(yàn)過程都在相同溫度、濕度的環(huán)境條件下進(jìn)行。???表２－１磷酸鐵鋰電池規(guī)格型號(hào)???標(biāo)稱容量（Ａｈ）?內(nèi)阻（ｍＯ）?標(biāo)稱電壓（Ｖ）?截止電壓（Ｖ）?最大電流（Ａ）?循環(huán)壽命（次）??７５?＾?３．６（觸?Ｖ?１０（絲?Ｖ?＞１５００??１Ｕ?????２．４（放電）?３〇（放電）??????’?？，??Ｉ?Ｍ…竺＾廠．ｒ…，數(shù)賴＿??Ｃ：ＡＮ?１?（１??－?：?＾?，，?Ｉ?ｌ?：１＿Ｉ???ＰＣ＾?動(dòng)力電池測(cè)試柜??圖２－８電池特性實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)??２．３．１開路電壓的不一致性??測(cè)量電池的開路電壓時(shí)，需要在充放電結(jié)束后，將電池靜置一段時(shí)間，當(dāng)電池兩??端的電壓處于一個(gè)穩(wěn)定值時(shí)，默認(rèn)此時(shí)的電壓為開路電壓，開路電壓用表示，單??位為Ｖ，由于沒有負(fù)載電流的影響，開路電壓的大小一般只跟電池內(nèi)部的電解液有關(guān)。??對(duì)磷酸鐵鋰電池進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，獲取開路電壓隨ＳＯＣ的變化關(guān)系，具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：??（１）將電池按照恒流恒壓的標(biāo)準(zhǔn)充電方式充至滿電狀態(tài)，靜置一個(gè)小時(shí)后，測(cè)量??電池ＳＯＣ為１００％時(shí)的電壓；??⑵以０．３Ｃ的恒定電流對(duì)電池進(jìn)行放電，當(dāng)ＳＯＣ為９０％時(shí)結(jié)束放電，電池靜置一??個(gè)小時(shí)后，記錄下電壓；??（３）重復(fù)步驟（２）的實(shí)驗(yàn)方式，分別記錄下ＳＯＣ為８０％、７０％．．．．．．１０°／。時(shí)的電壓。??如圖２－９所示為電池開路電壓與ＳＯＣ的變化關(guān)系，從變化關(guān)系中可以看出，隨??著電池ＳＯＣ的增加，開路電壓也逐漸增大，兩者之間呈現(xiàn)一定的正相關(guān)，但在ＳＯＣ??的不同階段，開路電壓的增長(zhǎng)速度存在差異，當(dāng)ＳＯＣ處于２０％？９０％時(shí)，電池正好處??于放電平臺(tái)期，其開路電壓的變化

電動(dòng)汽車動(dòng)力電池組均衡管理策略研究及系統(tǒng)設(shè)計(jì)?第二章動(dòng)力電池組不一致性分析??３．６＂｜?—電池?ｂｉ＿??＊??電池Ｂ２??３?４?－?１??電池Ｂ３??＊?Ｌ?—電池Ｂ４??１?＼??０?５００?１０００?１５００?２０００?２５００?３０００?３５００??時(shí)間／ｓ??圖２－１０?４節(jié)磷酸鐵鋰電池恒流１Ｃ放電曲線??２．３．３ＳＯＣ的不一致性??電池剩余電量與其完全充電狀態(tài)的電量的比值被定義為電池的ＳＯＣ，其表達(dá)式??為：??ＳＯＣ?＝?￣?＾?＝?１?—叢＝魚?Ｐ－９）??ＱＤ?Ｑｄ??式中：２ｄ為以恒流（／）放電時(shí)電池總?cè)萘�；０ｉ為以恒流放電時(shí)電池所放電量；＆為??電池剩余電量。??在電池組使用階段的初期，以ＳＯＣ作為均衡變量，可以有效降低電池之間充放??電程度不一致的問題，減緩性能較差電池總?cè)萘康乃p速度。但從ＳＯＣ的表達(dá)式可??知，影響電池ＳＯＣ的因素主要是電池總?cè)萘亢头烹娏浚姵亟M通常是由電池單體??串聯(lián)組成，電池之間的放電量基本相同，因此ＳＯＣ的差異主要是由電池之間總?cè)萘??的差異引起的［５５］。而隨著充放電次數(shù)的增加，性能較差電池的總?cè)萘克p速度更快，??造成電池ＳＯＣ之間的真實(shí)差異越來越大。??２．３．４均衡變量的選取??均衡管理系統(tǒng)要求均衡變量在表征電池組的不一致性上具有較高的準(zhǔn)確性，同時(shí)??要具有簡(jiǎn)單易采集，數(shù)據(jù)精度高的優(yōu)點(diǎn)，保證系統(tǒng)在達(dá)成均衡目標(biāo)時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)較大??的誤差，從而獲得更好的均衡效果。圍繞均衡管理系統(tǒng)對(duì)均衡變量的要求，通過研究??開路電壓、工作電壓、ＳＯＣ作為均衡變量的優(yōu)缺點(diǎn)，從而選出合適的均衡變量。??（１）開路電壓作為均衡變量??２１??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]閉環(huán)霍爾電流傳感器的硬件電路設(shè)計(jì)[J]. 武旭,王林森,居鵬.  傳感器與微系統(tǒng). 2018(11)
[2]三階擴(kuò)展GNL電池模型的研究[J]. 杜森,謝立潔,徐梓薦,翟世歡.  電子設(shè)計(jì)工程. 2018(20)
[3]基于PNGV電路模型的新能源汽車鈷酸鋰電池內(nèi)阻研究[J]. 蘇杰,王順利,王露,康財(cái),阮永利.  自動(dòng)化與儀表. 2018(10)
[4]基于單體一致性對(duì)動(dòng)力鋰電池性能的影響研究[J]. 黃保帥,張巍.  電源技術(shù). 2018(09)
[5]磷酸鐵鋰優(yōu)缺點(diǎn)及改性研究進(jìn)展[J]. 張克杰,陳鵬,謝旺旺,蔡婧,周志萍.  無機(jī)鹽工業(yè). 2018(06)
[6]基于LABVIEW的上位機(jī)串口通信程序設(shè)計(jì)[J]. 湯佳明,安偉.  電子設(shè)計(jì)工程. 2018(11)
[7]基于CAN總線的通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[J]. 張莉.  自動(dòng)化與儀器儀表. 2018(04)
[8]鈷酸鋰電池性能研究[J]. 馮莉原,宋凌珺,周興振,葛帥,向立明.  電源技術(shù). 2018(03)
[9]固態(tài)鋰電池技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J]. 王薛超,曹耀光,金茂菁.  科技中國. 2018(01)
[10]鋰電池充放電模型及關(guān)鍵參數(shù)影響研究[J]. 劉嬌嬌.  電源技術(shù). 2017(11)

博士論文
[1]電動(dòng)汽車電池荷電狀態(tài)估計(jì)及均衡技術(shù)研究[D]. 郭向偉.華南理工大學(xué) 2016
[2]基于磷酸鐵鋰單體電池荷電狀態(tài)的均衡算法研究[D]. 張樹梅.上海交通大學(xué) 2015
[3]蓄電池組均衡器及均衡策略研究[D]. 劉紅銳.天津大學(xué) 2014

碩士論文
[1]純電動(dòng)汽車電池均衡管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[D]. 李杰.太原理工大學(xué) 2018
[2]磷酸鐵鋰電池建模仿真與均衡策略研究[D]. 陳哲群.深圳大學(xué) 2017
[3]基于荷電狀態(tài)估計(jì)的電動(dòng)汽車動(dòng)力電池組均衡控制研究[D]. 孫延帥.吉林大學(xué) 2017
[4]基于模糊閾值的電動(dòng)汽車電池組能量均衡控制策略研究[D]. 馬亞東.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[5]基于改進(jìn)Thevenin模型的磷酸鐵鋰電池SOC預(yù)測(cè)方法研究[D]. 寧倩慧.中北大學(xué) 2016
[6]電動(dòng)汽車電池組均衡系統(tǒng)設(shè)計(jì)及控制策略研究[D]. 賀虹.吉林大學(xué) 2015
[7]LiFePO4動(dòng)力電池二階RC模型參數(shù)的研究[D]. 姜威.浙江大學(xué) 2015
[8]電動(dòng)汽車串聯(lián)電池組電壓均衡管理系統(tǒng)研究[D]. 化春雨.燕山大學(xué) 2013
[9]純電動(dòng)汽車鋰離子電池組均衡策略研究及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)[D]. 郝曉偉.吉林大學(xué) 2013
[10]鋰離子電池模型的建立及電池管理系統(tǒng)的研究[D]. 葉貞.武漢理工大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3264452