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动力电池组管理系统设计及分布式均衡技术研究
| 论文题名： | 动力电池组管理系统设计及分布式均衡技术研究 |
| 关键词： | 动力电池组管理系统;分布式均衡;纯电动汽车 |
| 摘要： | 我国正处于双碳经济的新时期，新能源汽车发展迅速，而纯电动汽车已成为新能源汽车发展的主要形式。动力电池作为纯电动汽车的核心部件之一，其寿命及安全性直接关系着纯电动汽车能否持续发展。动力电池在实际使用过程中通常需要进行串并联使用以满足不同电压等级和容量的需求。由于单体电池的不一致性，串联成组的动力电池在使用时会存在可用容量降低和安全隐患。因此需要使用动力电池组管理系统对串联动力电池组进行均衡管理和安全管理。 首先，针对动力电池组中单体电池端压不一致的问题提出一种输入与转移能量匹配的分布式主动均衡解决方案。该方案通过能量转移电路对端压达到阈值的单体电池进行能量转移，同时调整充电开关占空比来实现输入能量与单体电池的转移能量相匹配，从而使得能量匹配的单体电池端压保持不变，其余单体电池继续充电，最终在均衡结束时所有单体电池端压趋近一致。该方案仅需进行一次完整充电均衡过程即可使动力电池组中所有单体电池端压一致。 其次，在所提分布式主动均衡技术方案的基础上，设计出一套功能完整的动力电池组管理软硬件系统。硬件电路方面，对能量转移电路中的两级式隔离变换器进行了详细的原理模态分析和主要参数计算；并对主控电路、供电电路、数据采集电路、均衡电路、充放电控制电路、通讯指示电路进行了设计与选型。软件程序方面，完成了分布式主动均衡控制程序、数据采集程序、安全保护程序、SOC估计和修正程序的编写。并且针对两级式隔离变换器编写了后级反激电路的阈值启动和缓启动控制程序；针对低功率隔离反激变换器编写了COT控制原边反馈控制程序。 最后，设计并制作出了一套带有分布式主动均衡功能的动力电池组管理系统原理样机。利用该样机对磷酸铁锂动力电池组进行充电均衡实验，使得均衡完成后单体电池端压差值从无均衡的高于160mV降低至低于39mV。验证了分布式主动均衡技术方案的可行性和有效性。 |
| 作者： | 柏科 |
| 专业： | 工程(电气工程) |
| 导师： | 章治国;黄智宇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆理工大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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