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动力磷酸铁锂电池均衡系统设计与研究
| 论文题名： | 动力磷酸铁锂电池均衡系统设计与研究 |
| 关键词： | 新能源汽车;磷酸铁锂电池;均衡控制;系统设计 |
| 摘要： | 在传统化石能源日趋匮乏，环境危机愈加严重的今天，世界各国和地区越来越重视节能减排和开发新能源应用。新能源汽车作为能源转型的重要分支也日益成为各国研究的热点。动力磷酸铁锂电池动态响应性能好、循环寿命长，是目前最具发展前景的电池，但为了满足大功率应用需求，其大规模串并联后仍需要配置高效可靠的电池管理系统。其中，均衡控制是电池管理系统最为关键的部分，直接关系到电池组的使用寿命和安全可靠性。 为了更好地对电池组中的单体电池进行均衡管理，本文首先从磷酸铁锂电池内部结构和工作原理出发，在标准充电、标准放电、不同温度放电、HPPC(Hybrid PulsePower Characteristic test，混合动力脉冲特性)实验的基础上，分析了实验对象在充放电、温度、内阻等方面的特性。对同一批新磷酸铁锂电池样本进行实验，分析计算其在充放电过程中电压、容量、内阻的不一致性，结合磷酸铁锂电池工作原理与特性，深入分析了这些不一致产生的原因，及其在电池成组应用中产生的不利影响。 在此基础上，本文基于LTC6804设计了电池被动均衡系统，通过电阻消耗电压较高单体电池中的能量实现均衡，并搭建了被动均衡系统测试平台，完成了被动均衡系统的电压精度、均衡充电、均衡放电、均衡温升等测试。接着分析了单端反激式电路的工作原理及其应用于电池均衡的优点，并设计了基于单端反激式变换器的主动均衡电路，通过LTC6804、LT8584之间协作运行，实现能量从电池流向电池组(C2P)的单向主动均衡系统。最后，本文介绍了基于LTC6804、LTC3300共同运作的，将单端反激式变换电路改进为同步反激式变换电路的双向主动均衡(bi-CP)系统。实现能量在每个通道中的独立双向传递。在搭建双向主动均衡系统测试平台的基础上，完成了该双向主动均衡系统的放电均衡、温升测试。测试结果表明，相对于被动均衡系统，双向主动均衡系统能有效提高均衡速度并降低损耗。 |
| 作者： | 欧阳家俊 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 戴朝华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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