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电动汽车电池均衡充放电系统的研究与设计
| 论文题名： | 电动汽车电池均衡充放电系统的研究与设计 |
| 关键词： | 电动汽车;车载电源;锂离子电池;均衡充放电 |
| 摘要： | 随着环境污染不断加深，能源危机不断加重，人们的环保意识也不断增强，因此电动汽车在汽车领域中逐步发展起来。车载电池的安全性和可靠性等方面对电动汽车的发展意义重大。而锂电池以其无记忆效应，相对寿命长和能量密度高等方面的优势日趋成为车载电池的主流。由于锂电池在使用上存在一定的局限性，而且电池的过充电和过放电具有潜在的危险，因此需要一套电池管理系统来对锂电池进行有效的管理并通过可视化手段将锂电池的状态提供给操作人员。而在整个电池管理系统中，电池均衡充放电系统尤为关键，也是各国汽车领域研究人员竞相研究的焦点。现存的电池均衡方法主要有电阻均衡法、电容均衡法和电感均衡法以及在这些方法上的扩展方法。而其中电阻均衡法需要依靠旁路电阻来达到目的，电能消耗严重且产生大量余热，电容均衡法和电感均衡法也存在效率等方面的不足。 本文分析了当前均衡方案的优缺点，提出了一种以反激式变压器为核心的电池均衡方案。电动汽车的能量需求较大，需要几十只甚至上百只的单体电池串联使用。为了满足电动汽车的这一需求，该均衡方案不仅可以实现单体电池间的均衡，而且可以实现电池组级联的方式，使更多的电池能够串联使用并且达到均衡。针对此均衡方案，本文进行了一系列的研究与设计，包括反激式变压器的设计、电池荷电状态SOC的估测、均衡电路及均衡算法的研究等。本文所设计的均衡充放电系统主要完成电池电压的监测以及均衡控制两方面功能。在均衡充放电过程中设置门限电压，防止过充与过放，并有双重保护措施。最后，本文通过试验验证了均衡系统的可靠性。为了使电池充放电过程中各单体电池保持同步，以延长电池组的寿命，提高电池的使用效率，经过一年多的努力，本文研究出一种以反激式变压器为基础的电池均衡充放电系统。 |
| 作者： | 刘富强 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 刘阶萍 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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