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原文传递蓄电池组均衡充电方法的研究

论文题名：	蓄电池组均衡充电方法的研究
关键词：	蓄电池;荷电状态;电池模型;SOC估算;均衡电路
摘要：	近年来，蓄电池正在被广泛地应用于交通、电力、通信等领域。为了获得较高的输出电压，通常需要把单体蓄电池串联使用。由于制作工艺的限制以及过充电、过放电等现象的存在，在使用过程中蓄电池之间会出现容量、电压、内阻等不一致的问题，导致蓄电池组效率降低、寿命缩短甚至引发安全问题。因此，对磷酸铁锂动力蓄电池组而言，研究设计高效的电池组均衡系统具有很大的实际应用价值。　　本文首先阐述了国内外磷酸铁锂蓄电池的内在结构和化学反应原理，并介绍了动力蓄电池的电压、内阻、荷电状态（state of charge，SOC）等一些重要的参数。接着研究了电池特性不一致问题的成因，并在此基础上提出了电池组均衡充电的必要性。进而深入对比分析现有的各种均衡方法：恒流充电法、恒压充电法、脉冲充电法、变电流间歇充电法等，同时总结了传统充电方法的优势与不足。提出了最佳接受曲线充电法，并且在理论上分析了该方法的优势。　　在分析和研究各种电池模型基础上，选用精度较高的PNGV等效电路模型，通过实验对模型参数进行了辨识，并在Matlab中建立了仿真模型，验证了模型的准确性。在研究现有SOC估算方法的基础上，针对当前电动汽车SOC估算的研究现状，提出了用安时积分法、开路电压法和推广卡尔曼滤波相结合的方法估算 SOC的思路。基于PNGV等效电路模型完成了对SOC的递推估计，实现了对SOC的精确估算，并在Matlab中进行了仿真，结果表明该SOC估算方法有良好的精度。　　最后进行了蓄电池组快速均衡系统的硬件设计与实验测试。从均衡系统整体架构出发，对单片机的选择、电压检测电路、A/D保护电路、供电电源电路等做了深入分析。基于P89LPC935单片机完成了均衡系统硬件设计。对磷酸铁锂串联电池组均衡系统做了实验测试，结果表明实际工作情况与理论分析基本吻合，验证了均衡系统的可行性及均衡充电方法的高效性。
作者：	姜伟
专业：	通信与信息系统
导师：	鲍慧
授予学位：	硕士
授予学位单位：	华北电力大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文