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动力锂电池均衡控制用电源的研制
| 论文题名： | 动力锂电池均衡控制用电源的研制 |
| 关键词： | 轨道交通;动力锂电池;均衡控制;直流/直流变换器;电路设计 |
| 摘要： | 锂离子电池在各个领域的应用越来越广泛，尤其在轨道交通领域其作为动力系统和储能系统发挥着至关重要的作用。但是循环充放电的过程，会导致电池组内单体电池的不一致性。造成这种不一致性的原因主要是由于电池的生产水平不够高和使用环境不够好。电池的不一致性会使其容量和能量利用率降低、功率能力受到限制，甚至会缩短寿命。为解决这个问题，需要对电池进行均衡控制。电池均衡的方法有很多，其中双向DC/DC隔离转换均衡法以其均衡精度高、速度快、效率高的特点被人们广泛使用。本文针对电池均衡的应用背景，结合电池组实际的功率参数研制了一台隔离型双向DC/DC变换器，具体研究内容如下: 首先，对隔离型双向DC/DC变换器的拓扑进行选择，将变压器两边分为高压侧和低压侧，分别对变压器两侧的整流或逆变环节进行拓扑对比并筛选，最终选择了集成滤波的推挽正激倍流拓扑。然后对此拓扑进行分析，主要包括降压模式和升压模式下的工作原理分析，并详细地介绍了箝位电容的作用和耦合电感对电路的影响。然后介绍磁集成的具体方法，阐述了磁件的两种常用建模方法:磁路-电路对偶变换法和磁导-电容类比建模法;介绍了磁件绕组的拆分方法:源转移等效变换法;并详细地描述了电感和变压器进行磁集成的步骤。 其次，对此隔离型双向DC/DC变换器进行设计。首先对变换器进行建模，然后对集成变压器的参数、高压侧的箝位电容、低压侧的滤波电容、功率开关管的损耗与驱动电阻等参数进行计算，并对主电路、缓冲电路、驱动电路、电压电流检测电路以及软件控制进行设计。 最后，根据上述原理分析与电路设计，对磁集成后的变换器进行仿真分析;搭建了相应的实验平台，对变换器低压侧不同的工作电流进行了调试，使变换器的输入输出电压、电流均满足目标参数，并对实验结果进行分析。 |
| 作者： | 汪伟 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 姜久春 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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