中壓大功率電池測試設(shè)備的研制.pdf

1、鋰離子電池因其能量密度高、重量輕、無污染、環(huán)保、充放電電壓穩(wěn)定及便于控制越來越被廣泛使用。隨著鋰離子電池在大容量儲能電站、城市軌道列車以及混合動力動車組等大功率場合的應(yīng)用，電池電壓等級不斷提高，目前已達1500V等級。為了保證鋰離子電池的可靠工作，需要定期對電池進行充放電保養(yǎng)、測試與維護，然而目前市場上的電池測試設(shè)備輸出電壓多為1000V以內(nèi)，不能滿足中高壓場合的鋰電池測試應(yīng)用需求。本文以此為背景開展了研究工作，研制了一臺額定功率300

2、kW、額定輸出電壓1500V的電池測試設(shè)備樣機。
　　該中壓大功率鋰電池測試設(shè)備采用三電平拓撲結(jié)構(gòu)，前級為NPC三電平PWM整流器，后級為三電平非共地的雙向DC-DC變換器。研究和開發(fā)工作圍繞硬件參數(shù)設(shè)計、控制策略和控制系統(tǒng)實現(xiàn)及實驗調(diào)試展開。
　　在硬件設(shè)計方面，分析了前后級主電路的工作原理，通過仿真和計算設(shè)計了主電路參數(shù)，對設(shè)備主電路主要器件進行了選型設(shè)計。在系統(tǒng)控制策略方面，研究分析了網(wǎng)側(cè)SVPWM調(diào)制方法，網(wǎng)側(cè)NPC

3、電路的電網(wǎng)電壓定向控制策略和電壓電流雙閉環(huán)控制策略以及電池側(cè)雙向DC-DC變換器的雙閉環(huán)和單電流環(huán)控制策略，在MATLAB中搭建了雙級聯(lián)拓撲結(jié)構(gòu)的仿真模型，驗證了電池測試設(shè)備的恒壓、恒流充放電測試功能，證明了相關(guān)控制策略的可行性。
　　針對三電平電路中點電位不平衡問題，分析了雙級聯(lián)拓撲造成中點電位不平衡的原因，采用了對前后級電路分別進行中點電位控制的方法，并通過仿真和實驗驗證了對前后級電路分別控制的可行性。
　　為了實現(xiàn)對電