改進ESR控制的鋰離子電池模擬器研究.pdf

1、在使用含有鋰離子電池的設(shè)備之前，需要對其性能進行測試，采用電池模擬器代替真實電池進行測試具有降低測試成本、減輕環(huán)境污染、提高測試效率、增強測試靈活性的優(yōu)點。本文設(shè)計了一款能夠模擬鋰離子電池充放電外特性的模擬器，從而能夠在相關(guān)研究和測試過程中替代真實鋰離子電池。
　　本文對鋰離子電池的基本特性進行了分析和建模。通過實驗測試得到了鋰離子電池的充放電特性曲線，根據(jù)已有鋰離子電池基本模型，分別采用數(shù)學(xué)模型和曲線擬合的方式對鋰離子電池進行建

2、模，對比分析后選擇擬合方程作為鋰離子電池模型。
　　采用恒壓型電子負載模擬鋰離子電池的充電過程，設(shè)計了充電模擬電路。該電路以電壓環(huán)為外環(huán)從而設(shè)置電路輸出電壓，通過控制基準(zhǔn)電壓值，使得電路輸出電壓能夠按照電池充電特性曲線變化。在電路的輸出側(cè)以電流環(huán)為內(nèi)環(huán)實現(xiàn)均流，采用多相并聯(lián)的方式實現(xiàn)電子負載的功率擴展。
　　采用具有可變等效串聯(lián)電阻（Equivalent Series Resistance,ESR）的電路模擬鋰離子電池的放電

3、過程。該電路不僅能夠模擬恒流放電的過程，同時因其輸出電壓能夠隨負載電流相應(yīng)變化，表現(xiàn)出真實電池可變ESR的特性，故還能夠模擬放電電流變化的動態(tài)過程。為了提高輸出電壓和功率，改進了原電路ESR的控制方法，將原電路與壓控電壓源（Voltage-Controlled Voltage Source,VCVS）相結(jié)合，作為VCVS的基準(zhǔn)輸入值，從而控制其ESR和輸出電壓。通過設(shè)置電路相關(guān)比例參數(shù)，使其能夠滿足電池恒流放電和切載過程輸出電壓的要求。