动力电池均衡技术比较分析与应用设计

摘要

近年来，国家的发展举世瞩目，环境问题日益凸显，现阶段能源危机和环境污染已成为了一个全球性问题。现今石油资源日益枯竭，世界正在走向“后石油时代”。毫无疑问，新能源汽车的发展已成为解决能源问题的必然方向，作为电动汽车的动力源，动力电池无疑是重中之重。在主流动力电池中,锂动力电池以高能量密度、工作电压高、循环使用寿命长、无污染等优点成为动力电池的首选。在实际应用中，多为大量锂单体电池串联成组应用。由于锂单体电池间的不一致性，动力电池组的使用性能取决于同组电池中性能较差的单体，影响电池组的容量利用率。目前来说，建立均衡控制系统是改善电池组电量不一致的有效方法。
　　本文针对动力电池均衡技术展开研究，主要开展的工作如下：
　　1．论述了动力电池发展进程和应用状况。均衡技术作为动力电池均衡控制系统的关键技术，本文通过对其基本功能的研究，针对常见均衡方案，研究比较其优缺点；
　　2．对常见均衡拓扑电路的优缺点进行了对比分析，选取了以Buck-Boost电路为基础的电感式能量非耗散型拓扑电路，作为所开发均衡控制系统的拓扑电路。同时在此基础上采用两级均衡结构，以此提高均衡速率。综合考虑了常用均衡判据，选取电池SOC值作为电池组电量不一致的识别指标，并在此基础上制定均衡策略。并针对电池组可能的工作阶段设计均衡仿真，仿真验证所设计均衡方案的有效性；
　　3．以“主-从”分布式结构作为均衡系统的总体架构，设计主控板、采集板、均衡板和驱动板的硬件电路，然后完成系统的软件设计。在系统软件设计上，将均衡控制模块进行分组控制，制定相应的控制策略，有效提高均衡控制系统的性能；
　　4．构建均衡实验，对所设计均衡系统进行调试。实验验证系统能够改善电池组电量不一致。

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第一章 引言

1.1课题研究目的及意义

1.2国内外研究现状

1.3课题研究主要内容

第二章 动力电池管理系统整体分析

2.1动力电池管理系统结构分析

2.2动力电池管理系统功能分析

第三章 均衡系统控制方案的研究与设计

3.1 均衡控制拓扑电路

3.2均衡控制判据

3.3均衡控制策略

3.4均衡控制方案仿真分析

3.5均衡控制电路原理实现

第四章 电感式主动均衡控制系统设计

4.1电感式主动均衡控制系统整体设计方案

4.2电感式主动均衡控制系统硬件设计

4.3电感式主动均衡控制系统软件设计

第五章 动力电池均衡系统调试

5.1动力电池均衡系统电压测量精度实验

5.2动力电池均衡实验

第六章 总结与展望

6.1工作总结

6.2后期展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢