基于寬禁帶器件的鋰電池充電與管理系統(tǒng).pdf

1、以電池作為動(dòng)力來源的新能源汽車是未來汽車發(fā)展的重要方向。目前，絕大多數(shù)汽車動(dòng)力電池采用鋰離子電池，并可使用車載充電機(jī)對(duì)電池進(jìn)行充放電操作。但是，汽車內(nèi)部空間狹窄、工況惡劣，并且鋰離子電池存在著工作電壓變化大，安全性較差，過充過放嚴(yán)重影響電池壽命等問題。這就要求車載充電機(jī)具有高效率、高功率密度、高可靠性等特點(diǎn)，同時(shí)還要能夠適應(yīng)鋰電池電壓寬范圍變化的特性。此外，為了更好的獲知電池工作狀態(tài)，為車載設(shè)備提供更準(zhǔn)確的工作依據(jù)，有必要對(duì)汽車電池管理

2、系統(tǒng)進(jìn)行深入的研究。
　　本文提出一種高功率密度、高可靠性并具有雙向運(yùn)行能力的電動(dòng)汽車車載充電機(jī)拓?fù)洹Ｔ撏負(fù)渚哂幸韵聨讉€(gè)特點(diǎn)：1）工作頻率高；2）輸出電壓可以在較寬范圍內(nèi)變化，同時(shí)可保持較高的工作效率；3）使用薄膜電容作為母線電容；4）既能給電池充電，也可向電網(wǎng)回饋能量；5）使用全數(shù)字控制方案。得益于能量可雙向量傳遞、零電壓開通和高效率等優(yōu)勢(shì)，無橋PFC和LLC直流變壓器的級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)被選作為雙向充電機(jī)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。為了提升變換器的功率

3、密度，大幅提升開關(guān)頻率。同時(shí)，碳化硅和氮化鎵等寬禁帶器件的應(yīng)用使變換器效率保持在較高的水平。此外，本文還提出了一種將輸入功率和輸出功率解耦的充電策略，從而減小了直流母線上的功率脈動(dòng)，并使用薄膜電容替代電解電容進(jìn)一步提升了變換器的性能。
　　同時(shí)，針對(duì)電動(dòng)汽車高壓電池組，本文還研究了分布式的電池管理系統(tǒng)，可以動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、分析電池的各項(xiàng)特性參數(shù)，并能與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。其它車載設(shè)備可以根據(jù)所獲得的電池狀態(tài)信息以調(diào)整自身的工作狀態(tài)。