铅酸蓄电池备电及在线修复系统的研究

发布时间：2023-05-06 21:50

　　随着配网自动化概念的兴起,应用于配电终端设备中的铅酸蓄电池备电系统得到了广泛应用,然而铅酸蓄电池因硫化而导致的容量下降、提前报废等问题不仅使得传统电池备电系统的维护成本大大提高,也降低了整个配网自动化系统的可靠性,而且传统电池备电系统中采用两个单向DC-DC变换器实现电池的充放电功能,也使得系统的复杂度和硬件成本较高,针对这些问题,本文以配电终端设备为背景,为其设计了一套铅酸蓄电池备电及在线活化修复系统,本文所做的工作主要有:(1)为解决传统备电系统中的铅酸蓄电池的硫化问题,加入电池活化修复电路,首先根据铅酸蓄电池的结构参数和电化学反应原理,分析铅酸蓄电池容量下降及失效报废的主要原因,然后针对电池的硫化问题,分别对脉冲修复法和高频谐振修复法的工作原理进行了研究,并通过实验验证了两种修复方法的可行性,对比实验发现脉冲修复法比高频谐振修复法具有更好的修复效果。(2)针对传统备电系统中电池充放电电路成本高、可靠性低的缺点,采用双向DC-DC变换器替代传统的单向DC-DC变换器来实现电池的充放电功能,为此研究了传统单移相控制双有源桥(Single Phase Shift Dual Active...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 选题的背景和意义
    1.2 铅酸蓄电池备电及修复系统的研究现状
        1.2.1 配电终端电池备电系统的研究现状
        1.2.2 铅酸蓄电池活化修复的研究现状
    1.3 本课题的研究内容及创新点
        1.3.1 铅酸蓄电池备电系统的技术方案
        1.3.2 本课题的研究内容
        1.3.3 本课题的主要创新点
第二章 铅酸蓄电池修复系统的研究
    2.1 铅酸蓄电池的简介
        2.1.1 铅酸蓄电池的结构
        2.1.2 铅酸蓄电池的基本参数
        2.1.3 铅酸蓄电池的充电方式
    2.2 铅酸蓄电池的工作原理和失效模式
        2.2.1 铅酸蓄电池的工作原理
        2.2.2 铅酸蓄电池的失效模式
    2.3 铅酸蓄电池的修复方案
        2.3.1 高频谐振式修复
        2.3.2 脉冲式修复
    2.4 本章小结
第三章 铅酸蓄电池双向DC-DC充放电系统
    3.1 铅酸蓄电池备电系统结构
    3.2 双向DC-DC变换器的拓扑分类
        3.2.1 非隔离型双向DC-DC变换器
        3.2.2 隔离型双向DC-DC变换器
    3.3 双有源桥变换器的单移相控制
        3.3.1 SPS-DAB的工作原理
        3.3.2 SPS-DAB的开关状态分析
        3.3.3 SPS-DAB的缺点分析
    3.4 双有源桥变换器的三角电流模式控制
        3.4.1 TCM-DAB能量反向流动
        3.4.2 TCM-DAB能量正向流动
        3.4.3 TCM-DAB参数优化
        3.4.4 TCM-DAB的闭环设计
    3.5 本章小结
第四章 系统供电电源设计
    4.1 供电电源的拓扑选择
    4.2 双管正激的工作原理
    4.3 供电电源的参数设计
        4.3.1 输入电路
        4.3.2 双管正激主电路设计
        4.3.3 驱动电路设计
    4.4 双管正激的闭环控制
        4.4.1 峰值电流控制
        4.4.2 闭环设计与实现
    4.5 本章小结
第五章 仿真与实验
    5.1 铅酸蓄电池修复电路的实验
        5.1.1 高频谐振电路实验
        5.1.2 脉冲电路实验
        5.1.3 修复效果实验
    5.2 铅酸蓄电池双向DC-DC充电电路的仿真
    5.3 铅酸蓄电池备电系统供电电源的实验
    5.4 系统总体软件设计
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 工作展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢



本文编号：3809664