大容量鋰電池充放電控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、鋰離子電池以其特有的性能優(yōu)勢已在便攜式電器如手提電腦、攝像機、移動通訊中得到普遍應(yīng)用。目前開發(fā)的大容量鋰離子電池已在電動汽車中開始使用，預(yù)計將成為21世紀電動汽車的主要動力電源之一，并將在人造衛(wèi)星、航空航天和儲能方面得到應(yīng)用。隨著能源的緊缺和世界的環(huán)保方面的壓力，鋰電池現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于電動車行業(yè)，特別是磷酸鐵鋰材料電池的出現(xiàn)，更推動了鋰電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用。
　　鋰電池充放電控制系統(tǒng)是基于鋰電池供電的電力系統(tǒng)的重要組成部分，作為整

2、個系統(tǒng)中最先動作和為整個系統(tǒng)提供初始能量與控制電源的子系統(tǒng)，它的性能的優(yōu)良對整個系統(tǒng)的影響是十分關(guān)鍵的。
　　為了提高系統(tǒng)的性能，本文對理電池的充放電和維護、功率電路的選擇、控制板的設(shè)計以及控制策略的采用等諸多方面進行深入探討和研究。尤其是對功率電路選擇，為了大大提高系統(tǒng)的可靠性，降低功率半導(dǎo)體器件的電流應(yīng)力和熱應(yīng)力，抑制輸出電流紋波和降低輸出濾波器的容量，本文制定了適合本系統(tǒng)的三相并聯(lián)Buck/Boost雙向功率變換器。通過使用

3、平均狀態(tài)空間法，對PWM型的DC/DC變換電路進行了數(shù)學(xué)建模及分析，提出了基于電流和電壓的雙閉環(huán)PID控制方案，并采用先進的交錯技術(shù)，最后通過數(shù)學(xué)分析，仿真和實驗等多種方法驗證了交錯并聯(lián)技術(shù)的優(yōu)點。實現(xiàn)了對大容量鋰電池的充放電管理，最終的結(jié)果也顯示了所設(shè)計系統(tǒng)的性能能滿足整個系統(tǒng)的要求。
　　另外，針對具有強非線性、滯后和參數(shù)存在漂移的DC/DC變換器，本文還在雙閉環(huán)PI算法的基礎(chǔ)上對鋰電池充放電控制系統(tǒng)的算法進行了優(yōu)化，提出了基