純電動(dòng)汽車鋰動(dòng)力電池組雙向均衡控制策略研究及系統(tǒng)開發(fā)

【摘要】：由于電池單體間不一致性的存在，當(dāng)單體鋰動(dòng)力電池經(jīng)過串并聯(lián)應(yīng)用于純電動(dòng)汽車后，性能較差的電池較早的達(dá)到充放電截止電壓造成電池組的容量利用率下降，降低純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程，增加純電動(dòng)汽車使用成本，不利于純電動(dòng)汽車的使用與推廣。本文所研究的均衡技術(shù)通過實(shí)時(shí)監(jiān)測電池組在使用過程中的狀態(tài)信息來對(duì)電池組進(jìn)行均衡管理，能改善電池組使用過程中的不一致性產(chǎn)生的影響，提高電池組的容量利用率，減緩電池老化速度，延長電池組的使用壽命，增加電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程。 本文以對(duì)鋰動(dòng)力電池組不一致性的機(jī)理分析為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)均衡系統(tǒng)，并完成系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)，最后進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。研究內(nèi)容如下： 1.從生產(chǎn)制造過程、使用過程、儲(chǔ)存過程三個(gè)方面對(duì)鋰動(dòng)力電池組的不一致產(chǎn)生和惡化的原因進(jìn)行機(jī)理分析，總結(jié)目前應(yīng)用于改善電池組不一致性的解決方法；闡述均衡技術(shù)對(duì)于緩解電池在使用過程中不一致性的惡化，有效提高電池組使用壽命的重要意義。通過對(duì)鋰動(dòng)力電池進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)，分析不同電池特性參數(shù)（電壓、內(nèi)阻、SOC）對(duì)于電池組不一致性問題的表現(xiàn)形式，選取開路電壓作為擱置階段的均衡變量，工作電壓作為電池組充放電階段的均衡變量。 2.對(duì)常見均衡電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比分析，選取基于反激式變壓器的能量非耗散型均衡拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。并對(duì)反激式變壓器的基本參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，搭建均衡仿真電路，選取電路控制參數(shù)。 3.選取電壓極差作為均衡進(jìn)入與退出的判斷依據(jù)，根據(jù)相關(guān)電池試驗(yàn)和電路要求，確定相應(yīng)的控制閥值；針對(duì)電池組不同的工作階段提出充電均衡、放電均衡和擱置均衡三種控制策略，利用均衡系統(tǒng)模型對(duì)均衡控制策略進(jìn)行仿真驗(yàn)證。 4.以“主-從”分布式結(jié)構(gòu)作為均衡系統(tǒng)的總體架構(gòu)，完成電源模塊、電壓采集模塊、電流采集模塊、均衡模塊以及通信模塊的硬件電路設(shè)計(jì)，然后完成系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。 5.完成系統(tǒng)調(diào)試，獲得均衡電路在頂部均衡和底部均衡時(shí)的實(shí)際調(diào)試結(jié)果，與仿真結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，然后通過擱置階段和充放電階段的臺(tái)架試驗(yàn)驗(yàn)證均衡系統(tǒng)在電池組不同工作階段對(duì)于改善電池組不一致性的控制效果。 【關(guān)鍵詞】：鋰動(dòng)力電池 電池不一致性 雙向均衡 反激式變壓器
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM912;U469.72
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 課題來源及研究意義11-12
• 1.2 車用動(dòng)力電池發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀12-13
• 1.3 均衡技術(shù)研究現(xiàn)狀13-18
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容18-19
• 第2章 鋰動(dòng)力電池組不一致性分析19-35
• 2.1 鋰動(dòng)力電池組不一致性產(chǎn)生機(jī)理19-25
• 2.1.1 生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的不一致性19-21
• 2.1.2 使用過程中產(chǎn)生的不一致性21-22
• 2.1.3 儲(chǔ)存過程中產(chǎn)生的不一致性22-23
• 2.1.4 鋰動(dòng)力電池組不一致性改善方法23-25
• 2.2 鋰動(dòng)力電池組不一致性表現(xiàn)形式25-31
• 2.2.1 開路電壓的不一致性25-27
• 2.2.2 工作電壓的不一致性27-30
• 2.2.3 SOC 的不一致性30-31
• 2.3 均衡變量選取31-32
• 2.4 本章小結(jié)32-35
• 第3章 均衡系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真分析35-57
• 3.1 均衡電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選型35-36
• 3.2 均衡電路設(shè)計(jì)36-43
• 3.2.1 反激式變壓器工作原理與模式選擇36-38
• 3.2.2 反激式變壓器相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)38-40
• 3.2.3 均衡電路仿真40-43
• 3.3 均衡策略制定43-46
• 3.3.1 不一致性狀態(tài)評(píng)價(jià)43-44
• 3.3.2 均衡閥值確定44-45
• 3.3.3 均衡控制策略制定45-46
• 3.4 均衡控制策略仿真46-55
• 3.4.1 電池模型47-48
• 3.4.2 控制策略仿真48-55
• 3.5 本章小結(jié)55-57
• 第4章 均衡管理系統(tǒng)軟硬件開發(fā)57-71
• 4.1 均衡系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)57-58
• 4.1.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)57-58
• 4.1.2 系統(tǒng)功能定義和主要技術(shù)參數(shù)58
• 4.2 硬件設(shè)計(jì)58-67
• 4.2.1 主控芯片選取58-59
• 4.2.2 供電模塊59-60
• 4.2.3 電壓采集模塊60-62
• 4.2.4 電流采集模塊62-63
• 4.2.5 均衡模塊63-65
• 4.2.6 系統(tǒng)通信功能模塊65-67
• 4.3 軟件設(shè)計(jì)67-70
• 4.3.1 均衡系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)67-69
• 4.3.2 上位機(jī)監(jiān)控軟件開發(fā)69-70
• 4.4 本章小結(jié)70-71
• 第5章 均衡系統(tǒng)調(diào)試與臺(tái)架試驗(yàn)71-79
• 5.1 均衡系統(tǒng)調(diào)試71-72
• 5.2 臺(tái)架試驗(yàn)72-77
• 5.2.1 擱置階段均衡臺(tái)架試驗(yàn)73-74
• 5.2.2 充放電階段均衡臺(tái)架試驗(yàn)74-77
• 5.3 本章小結(jié)77-79
• 第6章 全文總結(jié)與展望79-81
• 6.1 論文總結(jié)79
• 6.2 工作展望79-81
• 參考文獻(xiàn)81-86
• 致謝86

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電動(dòng)汽車動(dòng)力電池剩余電量的預(yù)測方法及其實(shí)現(xiàn)    焦慧敏

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地下水資源概念及評(píng)價(jià)    周長瑚;

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模擬早晚高峰交通出行率的方法研究    黎晴;張小寧;

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基于博弈論的排隊(duì)經(jīng)濟(jì)學(xué)模型及策略分析    孫微

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基于動(dòng)態(tài)隨機(jī)一般均衡模型的中國經(jīng)濟(jì)波動(dòng)數(shù)量分析    徐高

基于可靠性的城市交通網(wǎng)絡(luò)分析    況愛武

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基于博弈論的可生存網(wǎng)絡(luò)資源管理研究    張惠娟

純電動(dòng)汽車鋰動(dòng)力電池組雙向均衡控制策略研究及系統(tǒng)開發(fā)    桂宇

支付功能供求均衡與中國近代金融演進(jìn)研究    宋陸軍

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