聚合物锂离子电池组均衡充电技术的研究

摘要

随着科学技术进步,诸多领域对蓄电池、储能电源的需求越来越高,对电源电压等级的要求也越来越高,聚合物锂离子电池以其突出的特点而得到广泛应用。在较高电压等级的系统中,锂离子电池通过串并联的方法连接以提高其电压等级及容量,使用中由于单元电池容量的不均衡限制了其应用范围,而电池组均衡电路能够有效地消除各单元电池中不均衡问题。
　　本文就锂离子电池组均衡问题从多方面进行了分析。
　　首先,分析了单体聚合物锂离子电池工作原理及特点,对单元电池的电气性能方面查阅了大量文献,总结其电气特性,选取了适合的充电方法。通过一定范围内电池SOC与开路电压的关系可知,通过对电池电压的测量可以对电池荷电状态做出估算,并据此建立了单元电池仿真模型。
　　然后,对锂离子电池组均衡充电方法进行了总结,通过对比分析总结,提出了一种基于Buck-Boost电路的均衡充电电路,并给出了均衡电路相关参数的选取原则。此设计部分制作了包括均衡充电主电路、信号采集电路、开关元件驱动电路的硬件装置,以及控制软件程序流程图。
　　最后,搭建均衡充电电路模型,对单元电池仿真模型的均衡过程进行仿真分析,得到了预期效果,验证了所设计电路的有效性。根据理论研究和仿真结果对应用前景进行了展望。

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第一章 绪论

1.1课题背景及意义

1.2锂离子电池组均衡充电的国内外研究现状

1.3本文主要研究内容

第二章 单元聚合物锂离子电池的关键参数研究

2.1单元聚合物锂离子电池的工作原理

2.2单元聚合物锂离子电池特点及主要电气特性

2.3单元聚合物锂离子电池荷电状态（SOC）估计

2.4本章小结

第三章 聚合物锂离子电池组均衡主电路研究与设计

3.1现有均衡方案的分析

3.2均衡充电主电路分析和设计

3.3本章小结

第四章 锂离子电池组均衡充电系统设计

4.1均衡充电系统硬件设计

4.2均衡充电系统的软件设计

4.3本章小结

第五章 系统仿真与分析

5.1 MATLAB/Simulink介绍

5.2充电均衡电路仿真

5.3本章小结

第六章 论文总结与展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢