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串联锂电池组均衡充电系统的研究
| 论文题名： | 串联锂电池组均衡充电系统的研究 |
| 关键词： | 电动汽车;串联锂电池组;均衡充电系统;控制算法 |
| 摘要： | 当今社会，科技的发展日新月异，新型动力、节能、环保成为电动汽车研发的新目标，也是一条新的、充满活力的发展方向。考虑到锂电池有很多其它电池不能比拟的优点，广泛将其作为汽车的重要动力组成部分。单节电池的电压比较低，为电动汽车提供几百伏甚至上千伏以上的电压，需要把若干电池进行串联，才能满足要求。由于电池单体之间的初始容量、电压、库伦效率等属性特质存在差异，电池经一段时间的使用，导致串联的各个单体差距越来越大，不能达到很好的工作能力。可见，电池间的均衡性关系到汽车的平稳高效运行，研究锂电池组均衡充电系统为推动电动汽车的发展起到重要的作用。 本文的研究对象是锂电池组均衡充电系统。通过对锂电池的工作原理、充电特性、电池模型以及充电方法的研究，结合现有均衡方案存在的问题，综合分析，构建一个平稳、高效的电池均衡充电系统，使得不一致性得到改善。本文的研究内容有以下几点: 首先，设计了基于均衡电路的双向均衡充电系统，可完成相邻两单体间的能量均衡。均衡充电系统由检测单元、控制单元和均衡单元构成。检测单元通过对电池电压、充电电流等电池特征参数的检测，将检测到的结果送入控制单元，控制单元对检测到的结果进行分析处理，通过控制相应MOSFET管的截止和导通，实现电池间的能量均衡。 其次，基于模糊-PI控制对本均衡充电系统的适用性，为进一步优化均衡系统，将模糊-PI控制理论应用到电动汽车锂电池组均衡充电系统中，设计出相应的模糊-PI均衡充电控制算法，该算法可以对复杂系统进行有条理的控制，并且控制效果良好。 最后，利用Matlab的Simulink平台，搭建基于模糊-PI控制的均衡充电系统，进行仿真实验。仿真结果表明:本文设计的均衡充电系统和模糊-PI控制算法对锂电池组起到很好的均衡效果，降低了单体间的差异，延长了电池的使用寿命，防止单体过充和过放情况的发生，验证了均衡充电系统及均衡控制算法的有效性，达到了对锂电池组均衡充电的目的。 |
| 作者： | 赵海月 |
| 专业： | 仪器科学与技术 |
| 导师： | 姜长泓 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长春工业大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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