電動汽車電池充電系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、化石燃料的長期使用產(chǎn)生了大量的污染物，直接導(dǎo)致環(huán)境惡化、氣候變暖等問題，世界各國紛紛研究新能源取代傳統(tǒng)化石能源。其中，應(yīng)用于電動汽車的鋰電池的研究和推廣成果斐然。高效、安全的鋰電池充電系統(tǒng)設(shè)計與充電技術(shù)研究意義重大。
　　本研究闡述了電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的歷史背景和行業(yè)現(xiàn)狀，列舉了鋰電池存在充電速度慢、充放電安全性差等問題，這些技術(shù)瓶頸阻礙了電動汽車的推廣和普及。介紹了鋰電池的特性，包括最佳充電曲線和極化現(xiàn)象等，作為后續(xù)鋰電池充電系統(tǒng)

2、及充電方法設(shè)計的理論基礎(chǔ)。為滿足大容量儲能和大功率輸出，將單體鋰電池成組管理，同時封裝了內(nèi)部結(jié)構(gòu)并對外暴露接口，提供擴展和維護的思路。圍繞電池組設(shè)計了與之匹配的充電系統(tǒng)，實現(xiàn)充電管理。對鋰電池充電技術(shù)進行研究，從充電方法、停充檢測和均衡控制技術(shù)三方面著手。為提升充電速度和效率，提出一種改進型分階段充電法，以變電流間歇充電法替代恒流充電，脈沖充電法替代恒壓充電。為精確判定電池組滿充，提出一種電壓變化率停充檢測法，通過計算間歇期電池端電壓回

3、落的速率實現(xiàn)停充判定。為保證單體電池成組充電時的一致性，提出一種改進型電阻均衡法，控制功率開關(guān)選通可變電阻陣列，消耗多余電池能量，實現(xiàn)均衡控制。最后搭建了系統(tǒng)實驗平臺，對于本文的研究內(nèi)容設(shè)計了對比實驗并進行數(shù)據(jù)分析。其中，改進型分階段充電法的充電速度較傳統(tǒng)三階段充電提升了約42％；電壓變化率停充檢測法將滿充判定的相對誤差縮小至-2.6%；變電阻均衡控制法將模塊內(nèi)電池端電壓差異的相對誤差控制在±0.13%以內(nèi)。三項實驗結(jié)果均達到了預(yù)期目標