面向通信系统的动力锂电池梯次利用模块化电源研究

发布时间：2020-05-31 04:37

【摘要】：随着电动汽车产业蓬勃发展,动力锂电池的回收利用面临巨大压力,而通信系统由于其工况及价格需求成为退役动力锂电池良好的梯次利用场景。本文研究一种面向通信系统的模块化电源,基于退役动力锂电池的梯次利用完成模块化电源的研究和设计,分析了多电源系统中间直流环节的稳定性,并利用搭建的仿真模型及实验平台进行验证。本文首先分析了电池梯次利用方法及梯次利用电池在通信系统中用于削峰填谷所带来的经济效益。针对通信系统,考虑退役动力锂电池在梯次利用过程中存在的不一致问题完成了模块化电源的整体设计;结合电源系统的设计需求完成了系统各模块电路拓扑的对比选择,并完成了控制系统的程序设计;搭建了电源系统的MATLAB仿真模型以及实验平台,基于仿真波形和实验波形验证电源系统控制设计的合理性和可行性。其次,针对本文设计的多电源系统,分析了多电源系统中间直流环节的稳定性。建立了全桥DC/DC变换器、双向DC/DC变换器工作在Buck模式、Boost模式以及Buck-Boost模式下的小信号模型;通过建立的小信号模型,分析系统开环输入输出阻抗,基于所设计的控制系统分析各变换器各模式下的闭环输入输出阻抗;基于级联系统的阻抗比判据,研究了全桥DC/DC-双向DC/DC变换器的“1+1”级联系统的开闭环稳定性,并分析了电感、电容等参数对级联稳定性的影响,利用仿真模型加以验证。另外,提出了双重化的双向DC/DC变换器的移相双载波调制策略;提出了两组锂电池充放电一体化策略以及双电压电流双闭环的控制架构;提出了主辅备用锂电池标识的确定与变更方法,以及主辅锂电池充放电过程的配合方式,完成了“1+2”级联系统的闭环稳定性分析,结果表明所设计系统可稳定运行。本文共包含图131幅,表12个,参考文献78篇。
【图文】：

图１－１邋２０１８年全球电动汽车发展指数逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｅｌｅｃｔｒｉｃ邋ｖｅｈｉｃｌｅ邋ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ邋ｉｎｄｅｘ邋ｉｎ邋２０１８逡逑

图２－１动力锂电池梯次利用示意图逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｓｅｃｏｎｄ邋ｕｓｅ邋ｏｆ邋ｐｏｗｅｒ邋Ｌｉ－ｉｏｎ邋ｂａｔｔｅｒｙ逡逑
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM912

【参考文献】

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本文编号：2689299