串联锂离子电池组电感主动均衡研究电气工程专业论文.docxVIP

专业学位硕士学位论文串联锂离子电池组电感主动均衡研究 专业学位硕士学位论文 串联锂离子电池组电感主动均衡研究 Research on Active Inductance Balancing for Series Lithium-ion Batteries 学 号：完成日期： 2015．05．04 大连理工大学 Dalian University of Technology 万方数据 大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究 大连理工大学学位论文独创性声明 作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究 工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外， 本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请 学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献 均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 学位论文题目：皇毯堡壹量垫垫丝鱼查至塑垫麴垫二； 作者签名：二聋峰一吼旦年』月上日 万方数据 大连理工大学专业学位硕士学位论文摘 大连理工大学专业学位硕士学位论文 摘 要 锂离子电池在比能、寿命、自放电率、安全性方面的优势，逐渐成为储能电池的首 选，并广泛应用于便携式设备、新能源汽车等领域。为满足大功率要求，多节锂离子电 池需串联为电池组为外界提供能量。由于生产过程中电池电压、容量、内阻等存在差异， 而在串联充放电过程中，忽略各单体锂离子电池之间的差异会导致电池间不一致性进一 步扩大，具体表现为低容量电池提前进入充放电截止电压，单体电池寿命迅速衰减，电 池组整体性能下降。目前而言，建立锂离子电池组均衡系统，并辅以均衡控制策略，是 改善其不一致性的有效解决办法。 本文以串联锂离子电池组为研究对象，综合国内外电池均衡电路拓扑及控制策略， 结合锂电池充放电特性，设计电感主动均衡系统，旨在改善锂电池组不均衡问题，优化 电池组整体性能、增加循环次数、延长电池寿命。均衡系统采用分布式均衡、主从控制 的设计思想，选取ATA6870作为从控芯片采集模拟前端电压、温度数据，经SPI通信 传送至主控单片机MSP430F149进行数据处理并通过软件实现均衡控制策略；均衡电路 由电感主动均衡与反激式均衡连为环形拓扑，保证能量环形流动，单片机驱动MOSFET 对电池组进行整体充放电控制防止过充过放。 本文随后以PSIM为仿真实验平台，对电感主动式、反激式、整体均衡电路拓扑分 别进行分析，验证了电路拓扑及参数设计的可行性。硬件电路基础上，论文设计了软件 ．控制系统，配置主控单片机和从控芯片相关寄存器及SPI通信，并改进均衡控制策略实 现多节锂离子电池同时均衡。论文最后焊接实验PCB并搭建主动均衡测试平台，对电 感主动式、反激式、串联电池组均衡分别进行验证，实验结果表明：串联锂电池组应用 电感主动均衡系统后能够实现最大压差小于0．1V和整体充放电控制的既定目标，系统 工作稳定，控制简单可行，对改善电池组不一致性、提高锂离子电池寿命具有重大意义。 关键词：锂离子电池；主动均衡；电感；反激变换器 万方数据 串联锂离子电池组电感主动均衡研究Research 串联锂离子电池组电感主动均衡研究 Research on Active Inductance Balancing for Series Power Lithium-ion BaReries Abstract As in the advantages of energy density，life，self-discharge rate and security，lithium-ion battery is becoming the preferred energy storage battery，and it is widely used in portable equipment and new energy vehicles．To meet the requirements of high-power，multi—batteries need to connect in series to provide energy．Due to the differences in voltage，capacity， internal resistance in the process of battery production，the initial differences are getting further expansion with ignoring the differences．The specific performance is that