新能源汽车动力电池模拟电源研究

发布时间：2021-05-24 12:29

　　二十一世纪以来,世界各个国家发展新能源以减缓对石油等不可再生资源的依赖。汽车的普遍使用,使得新能源汽车成为各个国家主要的发展对象。动力电池作为电动汽车的核心部件,在开发过程中直接采用锂电池作为测试供电源具有成本高、可控性差、效率低、结果不准确以及测试后的废旧电池会对环境造成污染等缺点。为解决这些问题,本文设计一种能够模拟动力电池特性的模拟电源系统。模拟电源系统可以在实验中替代电池进行测试,优点是实验结果具有可信度、缩短研发周期。本文首先确定以安全性好、性能优良的松下特斯拉18650三元锂电池作为研究对象,对电池的工作原理、性能参数和电池特性进行分析。应用Olivier-Louis电池模型对电池进行建模,通过模型的数据与实际电池特性曲线对比,验证模型的合理性与准确度。其次模拟电源系统采用前级双向PWM整流器与后级三重化双向DC/DC电路相结合的设计方案,对两级变换器的电路进行了数学建模和主要参数计算,并应用频域法对控制器进行分析与参数设计。通过电池数据获取、负载特性曲线跟踪与SOC估算三个步骤解决模拟电动汽车运行时动力电池工作特性的问题。在Matlab/Simulink中搭建模拟电源模型... 

【文章来源】：湖南工业大学湖南省

【文章页数】：100 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外电动汽车发展现情况
    1.3 动力电池研究现状
        1.3.1 动力电池分类
        1.3.2 动力电池模型研究现状
        1.3.3 动力电池模拟技术研究现状
    1.4 模拟电源拓扑结构
    1.5 目前研究存在的问题
    1.6 研究内容与章节分布
第2章 三元锂电池建模与控制算法研究
    2.1 引言
    2.2 三元锂动力电池特性研究
        2.2.1 松下18650动力电池特性
        2.2.2 松下18650动力电池充放电特性
        2.2.3 电池开路电压与SOC的关系
    2.3 三元锂电池模型
        2.3.1 Olivier-Louis电池模型
        2.3.2 电动汽车电池建模
    2.4 动力电池模拟电源工作点跟踪
        2.4.1 动力电池特性曲线获得方法
        2.4.2 SOC估算方法
        2.4.3 模拟电源负载工作点跟踪方法
    2.5 本章小结
第3章 前级三相PWM整流器设计
    3.1 引言
    3.2 PWM整流器拓扑结构与工作原理
        3.2.1 三相电压型PWM整流器主拓扑结构
        3.2.2 三相VSR PWM分析
        3.2.3 三相电压型PWM整流器数学模型
    3.3 三相VSR空间电压矢量调节与系统参数设计
        3.3.1 空间电压矢量调制
        3.3.2 交流侧电感设计
        3.3.3 直流侧电容设计
    3.4 比例谐振控制器原理
    3.5 比例谐振控制器参数分析与设计
    3.6 三相电压型PWM整流器的比例谐振控制
    3.7 本章小结
第4章 动力电池模拟电源的DC/DC控制策略
    4.1 双向DC/DC变换器
        4.1.1 常用的双向DC/DC变换器结构
        4.1.2 三重化双向DC/DC变换器拓扑结构
        4.1.3 三重化双向DC/DC变换器的数学建模
        4.1.4 储能电感计算
    4.2 模拟动力电池电源系统控制策略研究
    4.3 模拟动力电池电源系统仿真分析
        4.3.1 电池模型仿真验证
        4.3.2 后级模拟电源系统仿真试验
        4.3.3 模拟电源系统整体仿真试验
    4.4 本章小结
第5章 模拟电源系统实现
    5.1 系统软件设计
        5.1.1 软件开发平台介绍
        5.1.2 主程序设计
        5.1.3 ADC采样子程序
        5.1.4 数字PI子程序设计
        5.1.5 模拟电源负载工作点跟踪子程序
    5.2 硬件平台功能调试
        5.2.1 硬件系统结构
        5.2.2 系统模型功能调试
    5.3 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间主要研究成果
致谢



本文编号：3204197