锂电池主动均衡管理与效率优化

发布时间：2017-06-27 22:08

  本文关键词：锂电池主动均衡管理与效率优化，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：蓄电池储能系统是新能源发电系统的重要组成部分,本文主要针对分布式锂电池储能系统中优化并联微变换器系统效率的功率分配控制策略和串联锂电池组主动均衡架构进行研究。本文针对现有串联锂电池组的主动均衡架构存在的缺陷,提出了一种分层均衡架构,将串联锂电池组进行再分组,底层采用传统A-C2C结构,顶层与各电池包相连并且能够在电池包之间自由传递能量,具有高灵活性,并利用多向多端口变换器构成顶层均衡电路。所提架构能够实现不同电池包的能量解耦,避免了均衡过程中的反复充放电问题,有利于延长电池寿命,提升电池健康状态(SOH)。此外,所提架构能够降低系统内均衡电路所需的额定电流,从而降低成本,提高系统效率。搭建了基于分层架构的均衡系统并进行了实验验证,结果证明了该架构的有效性,与传统A-C2C架构相比,均衡时间和均衡过程中的损耗分别减少27.6%和44%.此外,该架构中均衡电路额定电流密度仅为其它文献方案的37.5%,成本仅为11.5%.本文分析了微变换器并联系统中功率分配存在的效率问题,给出了具有普适性的系统损耗模型,该模型直接建立了系统损耗与输入/输出条件的函数关系。基于该模型,本文提出了自适应输入/输出条件的最优功率分配控制策略,能够在宽范围自动跟踪系统最小损耗点并分配各变换器负载,从而优化系统效率。在实验室搭建了由三台200 W高升压比LLC微变换器原理样机并联构成的变换器系统,对本文提出的功率分配控制策略进行了实验验证,结果表明,本文提出的功率分配控制策略在全负载范围提高了并联变换器系统的效率,提升最高达10.1%.
【关键词】：锂电池 主动均衡 多向多端口变换器 并联微变换器 功率分配
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM912
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注释表12-14
• 缩略词14-15
• 第一章 绪论15-23
• 1.1 研究背景15-16
• 1.2 串联锂电池组的均衡16-18
• 1.2.1 锂电池不均衡现象的原因及危害16-17
• 1.2.2 串联锂电池组的均衡技术17-18
• 1.3 分布式蓄电池储能系统中的并联微变换器18-20
• 1.3.1 分布式蓄电池储能系统18-19
• 1.3.2 微变换器并联系统的功率分配19-20
• 1.4 本文研究内容及意义20-23
• 1.4.1 研究内容20-21
• 1.4.2 研究意义21-23
• 第二章 串联锂电池组分层均衡架构23-41
• 2.1 现有锂电池均衡架构分析23-28
• 2.1.1 A-C2C架构23-25
• 2.1.2 D-C2C架构25-26
• 2.1.3 C2P架构26-27
• 2.1.4 现有锂电池均衡架构总结27-28
• 2.2 分层均衡架构28-30
• 2.2.1 整体结构28
• 2.2.2 顶层结构28-29
• 2.2.3 底层结构29-30
• 2.3 均衡控制过程30-33
• 2.4 分层均衡架构的优势33-35
• 2.5 分层均衡架构中的均衡电路拓扑35-40
• 2.5.1 顶层均衡电路35-40
• 2.5.2 底层均衡电路40
• 2.6 本章小结40-41
• 第三章 分层均衡架构的仿真及实验验证41-57
• 3.1 仿真验证41-43
• 3.2 顶层均衡电路参数设计43-45
• 3.2.1 性能参数43
• 3.2.2 多绕组变压器设计43-44
• 3.2.3 开关管选取44
• 3.2.4 控制电路设计44-45
• 3.3 底层均衡电路参数设计45-46
• 3.3.1 性能参数45
• 3.3.2 电感设计45
• 3.3.3 开关管选取45-46
• 3.3.4 控制电路设计46
• 3.3.5 辅助电源设计46
• 3.4 实验验证46-56
• 3.4.1 均衡电路工作验证47-50
• 3.4.2 均衡效果验证50-56
• 3.5 本章小结56-57
• 第四章 优化微变换器并联系统效率的功率分配控制策略57-68
• 4.1 微变换器并联系统功率分配问题的分析57-58
• 4.2 变换器并联系统损耗模型58-59
• 4.3 自适应输入/输出条件的最优功率分配控制策略的设计59-61
• 4.4 系统控制结构及流程61-63
• 4.5 高升压比LLC微变换器63-67
• 4.5.1 变换器拓扑的推导和选取63-64
• 4.5.2 变换器工作原理分析64-67
• 4.6 本章小结67-68
• 第五章 功率分配控制策略的仿真及实验验证68-80
• 5.1 仿真验证68-70
• 5.2 微变换器参数设计70-72
• 5.2.1 性能参数70
• 5.2.2 谐振元件设计70-71
• 5.2.3 功率半导体器件选取71
• 5.2.4 控制电路设计71-72
• 5.3 实验验证72-78
• 5.4 本章小结78-80
• 第六章 结束语80-81
• 6.1 本文的主要工作80
• 6.2 工作展望80-81
• 参考文献81-86
• 致谢86-88
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文88-89

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 李罡;尹名兴;;均衡人生的不凡足迹——访均衡管理学创始人、卡尔迪国际商务集团(北京)有限公司总裁蒋泓峰[J];中国新技术新产品;2007年10期

2 谭思敏;;均衡量铺：卖汽车的新思路[J];汽车观察;2008年02期

3 徐俊声;;全面倡导均衡管理理念 不断提高经济运行质量[J];中国港口;2009年09期

4 ;[J];;年期

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 ;《均衡管理》盛大开讲[N];商务时报;2007年

2 曹佳麟;均衡管理在中国悄然升温[N];大众科技报;2008年

3 ;均衡管理在中国悄然升温[N];中国特产报;2008年

4 蒋泓峰;均衡管理与企业成长[N];科学导报;2010年

5 本报记者 王惜纯;寻找管理的“铁三角”[N];中国质量报;2010年

6 黄杨;外汇局变“宽进严出”为“均衡管理”[N];中国经济时报;2007年

7 记者 李隽;外汇局：均衡管理外汇流动 防范异常流动风险[N];第一财经日报;2012年

8 本报记者 包兴安邋见习记者 金然;新条例均衡管理外汇流入流出[N];证券日报;2008年

9 郑建军;保持平衡经营 实现均衡管理[N];中华合作时报;2003年

10 蒋泓峰;均衡管理推开企业长寿之门[N];中国有色金属报;2007年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 朱军;信息不对称条件下股东均衡管理研究[D];南京航空航天大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 罗旭;无均衡管理的分布式家用光伏/锂电发电系统[D];西南交通大学;2015年

2 桂涵东;锂电池主动均衡管理与效率优化[D];南京航空航天大学;2016年

3 王夫亮;关于企业均衡管理理论与方法的探讨[D];西南交通大学;2006年

4 方颖;上海世博会人员流动均衡管理的研究[D];上海交通大学;2007年

5 张学江;基于DSP的电池均衡管理系统[D];北方工业大学;2014年

6 汤恩恩;纯电动汽车电池管理技术的研究[D];武汉理工大学;2014年

  本文关键词：锂电池主动均衡管理与效率优化，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：491410