电动车用锂离子电池快速充电技术研究

发布时间：2020-08-28 09:37

　　以化石燃料为动力的传统汽车行业在改变人们出行方式,给人们带来生活便利的同时,也引发一系列能源危机和环境污染问题。当今社会发展的主旋律是节约能源和保护环境,推广高效节能、环保清洁的电动汽车是大势所趋。锂离子电池作为一种新型动力电池,因能量密度高、无记忆效应、使用寿命长等优点,自首次应用于电动汽车以来就受到关注,目前续航里程短、充电时间长限制电动汽车规模化发展。因此,研究一种基于锂离子电池的快速充电控制系统,对推广电动汽车具有重要经济和现实意义。本文首先调研电动汽车及充电技术的国内外发展现状,分析锂离子电池的等效模型和充电特性,并综合比较前人提出的各种充电方法优缺点。为解决充电效率低的问题,在锂离子电池快速充电阶段中引入模糊智能控制算法,根据电池端电压变化率和电池最高截止电压与当前实测电压之差这两个论域子集,进行模糊推理,最后确定最佳充电电流,有效缩短充电时间,延长电池寿命。其次,为保持干净电网环境,本文选用电压型PWM整流电路,减弱电动车用锂离子电池充电过程中对电网造成的谐波污染。建立三相电压型PWM整流电路在三相静止坐标系下的数学模型,并利用坐标变换推导出整流电路在两相同步旋转坐标系下的数学模型。锂离子电池充电回路通过双闭环直接电流控制,实现网侧电流正弦化,单位功率因素运行目标。此外,采用非耗散型均衡电路和改进型电压均衡控制策略来消除由于单体电池性能不一致导致电池组使用寿命短的影响,并且通过间歇停充减弱充电过程中的极化现象。最后,设计电动车用锂离子电池快速充电控制系统的硬件电路和功能软件。通过Matlab软件建立三相电压型PWM整流电路的仿真模型,并在此基础上,搭建基于TMS320F2812主控芯片的原理样机,完成对整个电动车用锂离子电池快速充电系统的实验。仿真和实验结果初步验证了用于快速充电系统的模糊控制策略和改进型电压均衡控制策略的有效性。
【学位单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U469.72

【相似文献】