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原文传递电动汽车动力电池分阶段主动均衡控制研究

论文题名：	电动汽车动力电池分阶段主动均衡控制研究
关键词：	电动汽车;动力电池;均衡控制;仿真分析
摘要：	动力电池是纯电动汽车的动力输出中心，其发展状况直接影响电动汽车行业发展情况。由于电动汽车在使用过程中要求电池具有大的电流输出，有时电动汽车频繁加减速也会引起电压与电流的急剧变化。目前电池单体无法满足电动汽车整车需求的输出标准，这就要求电动汽车动力电池必须由几十块甚至上百块电池单体组成。由于目前电池生产技术的原因，使得电池单体参数存在不一致的问题，同时动力电池在使用过程中还会出现过度充放电等问题，进一步加深电池不一致程度，造成动力电池内部结构损坏，缩短电池使用寿命，增加电池使用成本。为了缩小电池使用过程中造成的问题，需要对电池工作过程进行人为的控制，这就促使均衡控制技术的产生。均衡控制技术在一定程度上能够防止电池过度充放电问题产生，确保电池单体性能处于一致状态，有利于提高电池使用寿命。　　目前国内外常见均衡技术表现在均衡策略和均衡电路两个方面。均衡控制策略的核心问题是:通过找到一个合适的均衡变量实现电池系统均衡，达到所选均衡变量相一致，完成电池组的均衡控制;均衡电路主要分为能量耗散型和非耗散型，其中能量非耗散型是目前研究的热点，主要集中在电容型和变压器型等结构上。　　本论文通过对锂离子电池SOC估算算法设计和均衡控制设计，完成动力锂离子电池的分阶段主动均衡控制研究。具体工作如下: 　　(1)分析常见动力电池性能特性以及所选锂离子电池反应形式，同时介绍了目前常见电池模型的优缺点，确定动力锂离子电池模型选型。由此进一步分析了电池成组过程中可靠性，并对本文提出的连接方式进行了可靠性验证。　　(2)分析了电池SOC估算的一些常见影响因素和SOC估算算法，提出基于安时积分法和扩展卡尔曼算法的修正算法，建立动力锂离子电池仿真模型，针对改进的修正算法分别进行了纯充电阶段、放电阶段以及混合阶段电池SOC估算仿真。通过对修正算法仿真结果和传统算法仿真结果对比，本文提出的修正算法估算误差能够保持在1.2％～3.2％之间，整体估算误差较小，满足精度要求。　　(3)分析目前均衡变量和现有均衡方法的优缺点，确定本论文的均衡变量，提出限流均衡和混合均衡控制策略。建立动力锂离子均衡控制仿真模型，并对提出的均衡策略分别进行纯放电工况和复杂工况仿真实验，通过结果对比分析，本论文均衡策略可以很好的完成电池均衡控制。　　(4)进行均衡控制主控电路板、均衡控制板以及电池的各参数采集模块的设计，同时完成了相应均衡控制软件设计。　　(5)对已完成的电路板和系统软件进行实验电路板实体制作，在完成实体电路板搭建后通过dSPACE进行硬件在环仿真实验，进行恒流充电、恒流放电、变电流放电均衡控制实验。通过结果分析，验证了本文提出的均衡系统的可行性。
作者：	李德才
专业：	车辆工程
导师：	邓涛
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文