电动汽车锂离子动力电池的充电均衡控制研究

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1、硕士学位论文电动汽车锂离子动力电池的充电均衡控制研究龙宇舟指导老师韩峻峰郭毅锋专业名称控制理论与控制工程学科门类工学论文提交日期2015.05.23分类号密级公开UDC学校代码10594硕士学位论文题目电动汽车锂离子动力电池的充电均衡控制研究英文题目TheresearchofchargingequalizationcontrolforLi‐ionpowerbatteryofelectricvehicle姓名龙宇舟专业名称控制理论与控制工程学科门类工学指导老师韩峻峰郭毅锋论文提交日期2015.05

2、.23论文答辩日期2015.06.04答辩委员会主席罗文广论文评阅人刘电霆邹自明刘胜永李振强广西科技大学硕士学位论文摘要摘要动力电池是电动汽车的核心部件之一，其性能的好坏直接决定了电动汽车性能的高低。以目前电池发展来看，锂离子电池由于具有工作电压较高、比能量高、寿命长、自放电率低、无记忆效应、无污染的优点，所以相比其它电池具有明显的优越性，因此非常适合作为电动汽车的动力电池。但是锂离子动力电池在电动汽车中串联使用时出现了能量不均衡的问题，降低了电池组供电能力，缩短了电池寿命，进而影响了电动汽车性

3、能。在电动汽车中加入电池管理系统，引进均衡技术对电池能量进行管理是解决不均衡问题最有效的方法。因此课题便针对电动汽车锂离子动力电池充电均衡展开了研究，主要研究内容如下：①总结了目前国内外电动汽车均衡技术研究现状，研究了锂离子电池相关性能，分析了电动汽车中锂离子电池充放电能量不均衡的原因，并提出了解决不均衡问题的相关措施：a、增加遴选环节b、增加均衡控制系统。②总结了常见的均衡电路，分析了各均衡电路的优缺点，选用了电感对称式均衡电路。针对课题均衡设计的要求，完成了课题选用的电感对称式均衡电路相关元

4、器件选型：储能电感、MOSFET、肖特基二极管选型。并研究制定了由快速均衡阶段与均衡修正阶段组成的两段式均衡控制策略。在快速均衡阶段，电池进入动态充电过程，电池端电压出现变化。变化情况分为非平台期与平台期，在非平台期电池端电压差距控制在50mV之内；在平台期电池端电压差距控制在30mV之内。快速均衡阶段结束后进入均衡修正阶段，电池成静置状态，电池进行均衡维护，电池端电压差距被控制在30mV之内后，均衡控制全过程结束。在Simulink上搭建了课题设计的电动汽车锂离子电池充电均衡控制系统模型，进行

5、了充电仿真实验，验证了两段式均衡控制策略的正确性与可行性。③提出了电动汽车锂离子动力电池充电均衡控制系统总体设计方案：集检测、运算处理、均衡控制、实时显示于一体的设计方案。结合理论研究，完成了该系统硬件的设计，并制作了充电均衡控制系统样机。④在充电均衡控制系统样机平台上，进行了充电均衡控制实验，均衡控制全过程结束后成功的将电池端电压差距控制在30mV之内，检验了该系统在实际应用中的正确性与可行性，展现了课题研究的价值与意义。关键词：电动汽车；锂离子动力电池；充电；均衡控制I广西科技大学硕士学位论

6、文AbstractAbstractThepowerbatteryisthekeypartoftheelectricvehicle,theperformanceofthepowerbatterydecidestheperformanceoftheelectricvehicle.Accordingtothedevelopmentonbattery,Li-ionbatteryhassomegoodcharacteristic,suchashighoperatingvoltage、highenergyr

7、atio、longlife、lowselfdischargingratio、nomemoryeffect、nopollutionandsoon,whichhasobvioussuperioritybeyondothers.Soitisverysuitfortheelectricvehicleasitspowerbattery.WhentheLi-ionbatteryseriesprovidetheenergytotheelectricvehicle,theseLi-ionbatterybegin

8、toproducetheproblemoftheenergydisequilibrium.Theproblemdecreasestheabilityofprovidingelectricityandcutsdownthebatterylife,whichdirectlyinfluencestheperformanceofbatter.Inordertosolvetheproblem,addingbatterymanagesystemtotheelectricvehicleisthebesteff