电动汽车车用锂离子电池组均衡系统研究

发布时间：2020-03-12 10:37

【摘要】：电动汽车是未来交通的发展趋势,其中动力电池技术是制约电动汽车发展的主要技术瓶颈之一。电池成组技术虽然能够解决单体电池容量、电压及功率不足的问题,但同时带来了电池组内各单体电池电压、容量、内阻的不一致性问题。动力电池成组使用时的各单体电池不一致性问题,将会影响整个电池组的使用性能、使用寿命及安全性。电池组均衡技术能够改善各单体电池不一致性问题。现有的电池组均衡技术主要有被动均衡和主动均衡两种,前者为能量耗散均衡,后者为非能量耗散均衡。被动均衡一般通过电阻消耗单体电池多出的能量,主动均衡则利用电容、电感、变压器等储能器件实现无能量损耗的均衡。本课题针对锂离子动力电池的不一致性解决方案展开研究。首先分析了单体电池不一致性的形成原因以及目前各种电池组均衡方案的工作原理,通过Simulink和PSpice进行硬件电路和控制策略的联合仿真。仿真研究表明,集中式均衡方案效率更高、均衡速度更快、体积小,并且方案易于集成,是理想的电池组均衡方案。其次,本文创新地提出了基于DC-DC全桥变换器的均衡方案。利用高频隔离变压器实现能量转移,同时增加谐振网络对变换器性能进行优化改进。通过对均衡电路各器件的原理分析,得出了各器件的选型方法以及设计流程,可以结合不同的使用情况进行方案复现。同时,借助电池监控芯片以及微控制器,方便设计符合本文使用情境的电池监控以及均衡控制策略,借助仿真工具,软硬件实现本文所述的主动均衡方案。。再次,将本文设计DC-DC全桥变换器应用到单体到整组的均衡方案中,形成了DC-DC主动均衡方案。基于最大开路电压单体放电的控制策略,设计了合适的均衡控制算法。论文最后进行了变压器性能以及整个系统进行了仿真测试和结果表明:DC-DC主动均衡方法的效率达到80%以上,电路无电流电压瞬时冲击,均衡速度快,均衡控制收敛性良好。DC-DC主动均衡方案体积小、效率高、成本低,具有实用价值。
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM912;U469.72

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 王宏伟;肖海清;王超;邓爽;杨宗辉;;笔记本电脑用单体电池的安全问题[J];电池工业;2011年01期

2 吴憩棠;;通用在中国启动单体电池样品研制与测试 访通用中国科学研究院院长杜江凌博士[J];汽车与配件;2012年41期

3 杨固长;崔益秀;周建银;;锂离子单体电池筛选方法的研究[J];电池工业;2009年03期

4 平涌泉;镉镍圆柱密封可充单体电池快速检验方法的探讨[J];检验检疫科学;2000年03期

5 魏如海;陈丹;;浅析单体电池在线活化技术在大发水电站的应用[J];科技创业家;2012年15期

6 任洪;铅酸牵引蓄电池 第二部分:单体电池和端子的尺寸及单体电池的极性标志[J];蓄电池;1986年02期

7 冯建君;郭际;王兴贺;段保京;;锂-二氧化锰单体电池筛选方法的研究[J];电源技术;2014年07期

8 ;从动力蓄电池单体电池到汽车电子设备 艾德克斯提供完善测试方案[J];汽车与配件;2013年23期

9 王晓梅;潜艇蓄电池——先进的单体电池设计[J];船电技术;1994年02期

10 于志豪;常龙;张瑞雪;肖林京;刘韬;;锂电池动力电源单体电池电压检测系统设计[J];电源技术;2014年05期

相关会议论文 前1条

1 沈丹;魏学哲;孙泽昌;;燃料电池系统单体电池电压监测方案的设计[A];2007年APC联合学术年会论文集[C];2007年

相关重要报纸文章 前1条

1 记者 颜新华;国网成功研制大容量钠硫储能单体电池[N];中国电力报;2009年

相关博士学位论文 前3条

1 王丽梅;磷酸铁锂电池组安全保护技术研究[D];山东大学;2015年

2 张树梅;基于磷酸铁锂单体电池荷电状态的均衡算法研究[D];上海交通大学;2015年

3 时玮;动力锂离子电池组寿命影响因素及测试方法研究[D];北京交通大学;2014年

相关硕士学位论文 前9条

1 周耀华;电动汽车电池冷却系统的数值模拟研究[D];华南理工大学;2015年

2 郭巧嫣;车用动力电池多内热源生热模型和电热不一致性研究[D];华南理工大学;2015年

3 董相龙;基于有限元法的纯电动汽车电池箱结构分析及热特性研究[D];南京农业大学;2014年

4 梅林;并联电池模块的热电特性实验研究[D];清华大学;2014年

5 吴海东;轨交应急牵引电池组管理系统研究[D];上海电机学院;2016年

6 马向阳;基于STM32矿用本安电源的研究设计[D];西安科技大学;2015年

7 李振;电动汽车车用锂离子电池组均衡系统研究[D];江苏大学;2016年

8 赵英杰;单体电池化成设备的研究[D];北京交通大学;2011年

9 祁华铭;纯电动汽车能量均衡技术研究[D];合肥工业大学;2015年

，

本文编号：2586526