电动汽车锂离子电池主动均衡系统的研究与设计

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1、学校代号10532学号S150200240分类号U469.7密级公开硕士学位论文电动汽车锂离子电池主动均衡系统的研究与设计学位申请人姓名华彬培养单位机械与运载工程学院导师姓名及职称周云山教授学科专业机械工程研究方向新能源汽车论文提交日期2018年4月20日学校代号：10532学号：S150200240密级：公开湖南大学硕士学位论文电动汽车锂离子电池主动均衡系统的研究与设计学位申请人姓名：华彬导师姓名及职称：周云山教授培养单位：湖南大学专业名称：机械工程论文提交日期：2018年4月20日论文答辩日期：2018年5月17日答辩委员会主席：程军圣教授Resear

2、chandDesignofActiveEquilibriumSystemforLithium-ionBatteryofElectricVehiclebyHUABinB.E.(HunanUniversity)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftherequirementsforthedegreeofMasterofengineeringinMechanicalengineeringintheGraduateschoolofHunanUniversitySupervisorProfessorZHOUYunsh

3、anMay,2018学位论文原创性声明和学位论文版权使用授权书湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以

4、将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1.保密□，在年解密后适用本授权书。2.不保密□。(请在以上相应方框内打”√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日I电动汽车锂离子电池主动均衡系统的研究与设计摘要近年来，国家现在大力发展纯电动汽车，而动力电池组作为电动汽车能量源泉，对电池组的管理就显得尤为重要，一个好的电池管理系统可以提升电池组实际可放出电量和寿命。本文以三元锂电池作为研究对象，针对电池管理系统的主动均衡技术进行了深入研究，提出了一种以SOC（StateOfC

5、harge）一致性作为均衡指标，基于传统谐振变换器改造的双层均衡拓补结构，而后基于该均衡电路完成了对电池管理系统的设计。本文的主要工作内容如下：首先对现有的电池等效模型的优缺点进行总结概括，然后结合纯电动汽车的实际使用工况，最终找寻到了适合本文的等效电路模型—PNGV模型，为了增加该等效模型对后期实际使用的指导意义，对PNGV模型进行了改进，之后使用电池的HPPC实验测试数据对改进后的模型进行了参数辨识，并通过恒流脉冲放电来对所搭建的电池模型进行验证。然后对现有电池组的各种均衡方法进行总结概括，并从均衡效率、控制的难易等方面来分析各个电路存在的优缺点，最终

6、选择了基于谐振变换器的能量非耗散型电路，该电路均衡过程能量损失较小，但效率较低，为此对均衡电路进行了改造，由原本的单层结构改进为双层结构以提高均衡效率，另外为了解决充电均衡后期效率低的问题，增加了二极管辅助均衡模块，之后通过在MATLAB中搭建仿真模型进行仿真，仿真结果表明该电路可有效提高均衡效率。最后为验证所使用改进均衡结构的有效性，设计了基于上述均衡电路的电池管理系统，分别对其硬件和软件进行了设计，硬件结构为主从式结构，主芯片采用飞思卡尔公司的16位单片机MC9SXDP512，采集芯片使用AD7280A电压温度采集以及ACS712电流采集，之后又基于C

7、odeWarrior软件开发环境完成了对主程序及各子程序的编写，设计了Labview上位机来对电池实时数据进行显示和记录。然后基于所搭建的实验台架对6节电池行了充电均衡实验，实验结果也表明该电池管理系统可以很好的对电池组进行管理，并有效的提升均衡效率。关键词：电池管理系统；荷电状态；动力电池；主动均衡II硕士学位论文AbstractInrecentyears,thestatehasnowvigorouslydevelopedpureelectricvehicles,andthepowerbatterygroupistheenergysourceofthee

8、lectricvehicle,themanagementofthe