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无线传输的动力锂电池主动均衡充电系统的研究与设计
| 论文题名： | 无线传输的动力锂电池主动均衡充电系统的研究与设计 |
| 关键词： | 新能源汽车;动力锂电池;主动均衡充电;无线传输;充放电循环 |
| 摘要： | 锂离子电池由于单体容量的限制，一般是通过串并联成组使用，加上锂离子电池内部的化学反应过程不可控，使得锂电池在使用时会产生参数的不一致，进而在充放电循环中容易产生电池单体的过充过放，影响锂电池组性能与寿命，因此保证锂电池组电池单体能够有效均衡成为目前新能源汽车的一个研究重点。 本文在大量研究的基础上，对锂电池准谐振均衡充电方案进行了改进，同时应用RF无线技术传输电池管理系统采集的数据。本文的主要研究工作如下： （1）分析了锂电池的特性，以及锂电池组不一致性产生的机理，提出了在充放电循环的开始阶段进行均衡充电，通过综合对比分析目前各种被动与主动均衡充电方案的优缺点，提出了一种基于谐振电路的改进型主动均衡充电电路。 （2）对提出的主动均衡充电电路进行了原理分析，阐述了均衡电路中的旨在减少MOSFET开关损耗的零电流准谐振电路的工作原理，以及辅助均衡模块的应用，并运用Matlab/Simulink软件的SimPowerSystem工具箱对均衡充电方案进行了仿真分析。 （3）根据AD7280A、MC9S12XDP512等主控芯片的引脚功能与特性分别设计了电池单体电压、温度采集与转换电路、电流采集电路、电源电路、SPI与SCI通讯电路、主动充电均衡电路以及其它保证芯片运行的最小工作电路，并应用NRF24L01无线收发模块完成无线电池管理系统的硬件电路的搭建。 （4）基于硬件电路完成硬件驱动程序的编写，包括主程序，电池工作参数的采集与转换程序，无线收发程序等，并应用LabVIEW软件设计了电脑端的上位机监控显示界面。 （5）针对6节串联的锂电池组进行了充放电实验，并针对其中两节锂电池完成了主动均衡充电初步的实验，通过实验结果的对比，改进的主动均衡充电方案能够有效实现锂电池在充电环节端电压的一致，效果明显，对锂电池主动均衡的研究有一定的借鉴意义。 |
| 作者： | 王光芒 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 周云山 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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