家用锂离子电池储能系统设计及集成技术研究

发布时间：2021-11-02 16:05

　　电力系统削峰填谷是负荷管理的重要方式之一,对电网运营和用户都有着极大的益处。电池储能系统通过其用电低谷储能,用电高峰放电的特性,对电力系统削峰填谷贡献巨大。就目前的发展情况而言,电池储能基本都用于储能电站等大型储能系统,而家用电池储能系统运用还不广泛,相关技术还不成熟,因此需要对此开展研究。本论文从以下四个方面对家用电池储能系统做研究与设计。通过查阅大量文献,论述了课题研究的背景及意义,同时,就目前国内外对储能系统和家用电池储能系统的研究现状做详细介绍。阐述系统研究对象锂离子电池的基本特性,以此为基础进行梯次利用分析以及不一致产生原因和解决措施的研究;对储能系统的两大重要技术,电池管理和均衡管理,分别做原理分析,为后面储能系统的软硬件设计做理论依据。根据前文研究现状和理论分析,从家用电池储能系统的功能需求和应用场景,设计一套家用电池储能系统。首先对系统进行整体结构设计和电源设计,然后在此基础上,采用模块化的方法对各功能模块进行芯片选择、原理分析和电路设计,包括MCU及其外围、电池状态（电压电流温度）检测、被动均衡、充放电保护、绝缘检测、用电器电流检测以及系统温度检测,并将各模块集成一体... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 储能系统研究现状
        1.2.2 家用电池储能系统的研究现状
    1.3 论文主要研究内容及结构安排
第二章 家用锂离子电池储能系统研究
    2.1 储能锂离子电池
        2.1.1 锂离子电池基本特性分析
        2.1.2 锂离子电池梯次利用
        2.1.3 电池不一致性
    2.2 储能系统管理
        2.2.1 电池管理系统
        2.2.2 均衡管理技术研究
    2.3 本章小结
第三章 储能系统软硬件设计
    3.1 储能控制系统总体设计
        3.1.1 储能控制系统功能及主要技术指标
        3.1.2 储能控制系统整体结构设计
    3.2 电源设计
        3.2.1 电源总体设计
        3.2.2 5V开关电源
        3.2.3 稳压电源设计
        3.2.4 隔离电源设计
    3.3 MCU
        3.3.1 主控芯片
        3.3.2 其他外围电路
    3.4 电池状态检测和均衡电路
    3.5 保护电路
        3.5.1 充放电保护电路
        3.5.2 绝缘检测电路
    3.6 其他电路
        3.6.1 用电器电流检测电路
        3.6.2 系统温度检测电路
    3.7 系统集成设计
    3.8 软件程序设计
        3.8.1 系统整体程序设计
        3.8.2 电池状态检测程序设计
        3.8.3 均衡控制程序设计
        3.8.4 绝缘检测程序设计
        3.8.5 其他程序设计
    3.9 本章小结
第四章 主动均衡策略研究与仿真
    4.1 主动均衡拓扑结构分析和研究
        4.1.1 两级变压器均衡电路
        4.1.2 均衡电路工作原理
        4.1.3 均衡目标选择
    4.2 主动均衡算法分析
        4.2.1 均值-差值主动均衡系统仿真模型
        4.2.2 分段变电流主动均衡系统仿真模型
    4.3 均衡算法的仿真结果分析
        4.3.1 均值-差值主动均衡算法仿真结果分析
        4.3.2 分段变电流主动均衡算法仿真结果分析
    4.4 本章小结
第五章 电池储能系统实物测试
    5.1 储能系统样机及实验平台搭建
    5.2 系统电压测试
    5.3 系统功能试验
        5.3.1 电池状态监测试验
        5.3.2 系统温度监测试验
        5.3.3 绝缘测试
        5.3.4 均衡试验
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3472104