鎳氫串聯(lián)電池組均衡充電技術(shù)的研究.pdf

1、電動汽車被譽為二十一世紀(jì)的綠色工程，是汽車未來發(fā)展的方向。但儲能裝置存在的問題已經(jīng)成為了電動汽車發(fā)展的瓶頸。電動汽車用儲能裝置多采用串聯(lián)電池組，電池在串聯(lián)使用時，其性能和使用壽命比不上單體電池。研究表明，這主要是由電池組中單體間的不均衡性造成的。相比電池的制作材料、數(shù)學(xué)模型、充電方法等方面的研究，蓄電池的均衡性研究是一個新的研究方向，給國內(nèi)外的研究者提出了大量的挑戰(zhàn)性課題。這種不均衡性是客觀存在的，只能盡量減小不可能徹底消除；這種不均衡

2、性在蓄電池的使用過程因過充過放等因素的影響會加劇，因此不均衡性的控制是一個動態(tài)過程。
　　 本文以在電動汽車上廣泛使用的鎳氫電池組為均衡對象，以電池的電壓為均衡參數(shù)，對蓄電池組不均衡性擴大的原因做了分析，對現(xiàn)有的幾種主要均衡方法作了研究。針對電動汽車串聯(lián)電池組數(shù)目大的應(yīng)用場合，提出了一種適用均衡方案—二級均衡法，并對傳統(tǒng)的MIC作了改進(jìn)。給出了系統(tǒng)的具體實現(xiàn)，包括各硬件模塊的設(shè)計原理、電路原理圖及主要模塊的詳細(xì)實現(xiàn)過程。最后，指

3、出了本文的課題今后進(jìn)一步深入研究的方向。本文的研究主要包括以下三個方面：
　　 1.根據(jù)蓄電池的化學(xué)機理和充放電特性，對串聯(lián)電池組不一致的原因做了分析，指出了過充和過放是導(dǎo)致這種不一致性擴大的主要因素。比較了電容、電壓和SOC三種均衡參數(shù)的有效性和實用性，分析了以電壓為參數(shù)對蓄組進(jìn)行均衡充電的合理性。
　　 2.對傳統(tǒng)的蓄電池組電壓均衡充電方法做了詳細(xì)的研究，比較了它們的優(yōu)缺點。在繼承傳統(tǒng)MIC快速和準(zhǔn)確均衡的基礎(chǔ)上，對

4、充電型MIC作了改進(jìn)。針對電動汽車的特定應(yīng)用場合，提出了一種電容-改進(jìn)MIC二級均衡充電方案。對這種兩級均衡充電方案的原理及相關(guān)參數(shù)作了詳細(xì)分析。
　　 3.設(shè)計蓄電池均衡充電控制系統(tǒng)，給出了硬件原理圖及軟件流程。電壓測量的準(zhǔn)確度是影響蓄電池組不均衡性的間接因素，因此本文對單體電壓監(jiān)測模塊的設(shè)計做了詳細(xì)的分析。
　　 4.對改進(jìn)后MIC和二級均衡系統(tǒng)進(jìn)行了實驗，結(jié)果表明這種均衡充電方案能有效的實現(xiàn)均衡控制，具有實用價值。