蓄電池具有能量密度高、儲能效果好等優(yōu)點,應用日益廣泛。為了滿足電壓和容量的要求,蓄電池單體需要多個串聯(lián)使用,然而每節(jié)電池在生產(chǎn)制造過程中不能保證參數(shù)的完全一致,這就導致了串聯(lián)電池組在進行充放電的過程中,個別單體存在過充或者過放的情況,會影響到整個電池組的使用壽命和容量。因此研究安全、可靠、快速、高效的均衡技術對保障儲能系統(tǒng)安全、提高單體有效容量、延長循環(huán)壽命有重要意義。針對串聯(lián)儲能多路徑均衡電路,基于兩段式均衡模式,為了充分發(fā)揮拓撲結構的特點,提出了帶有電感連續(xù)儲能和連續(xù)釋能的三段式均衡模式,實現(xiàn)了任意單體、任意兩個或三個相鄰單體構成的小組以及任意兩個非相鄰單體構成的小組均可作為釋能或儲能單元參與均衡的功能,極大地拓展了均衡路徑,能夠適用于更為復雜的失衡情況。建立了多路徑均衡電路的簡化模型,詳細分析了引入電感連續(xù)儲能或連續(xù)釋能環(huán)節(jié)后,均衡電路的工作模式以及參與連續(xù)儲能或釋能的單體或小組的能量配比關系,研究了占空比對均衡功率、變換效率等均衡性能的影響,并給出臨界連續(xù)模式下占空比的確定方法。引入電感連續(xù)儲能和連續(xù)釋能環(huán)節(jié)后,均衡路徑非常多,在軟件的處理上提出了底層均衡動作和頂層均衡策略相結... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

多路徑均衡主電路圖

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文16t/10-3s采用的電池模型是鋰離子電池，電池的標稱電壓是3.6V，額定容量為2.9Ah，每節(jié)電池的內(nèi)阻設置為1m，電池在標稱放電區(qū)SOC和開路電壓呈線性關系，選取失衡模態(tài)時只需改變初始SOC水平一個參數(shù)即可，電感L為100μH，回路電阻為100m，開關管頻率f為10kHz。為了保證在均衡過程中電池始終工作在標稱區(qū)，測量標稱放電電流下的電池放電曲線如圖2-9所示。圖2-9標稱放電電流下電池模型的放電曲線（1）兩段式均衡中奇對偶模式仿真以奇對偶中B5單體對B2單體均衡為例進行仿真，B5單體的SOC設置為90%，B2單體的SOC設置為80%，考慮到電感電流存在續(xù)流環(huán)節(jié)，占空比D設置為0.5，此時電感電流波形如圖2-10中a)所示，B5、B2單體均衡過程中SOC的變化情況如圖2-10中b)所示。a)電感電流波形圖b)B5和B2單體的SOC變化曲線圖2-10奇對偶均衡時電感電流與B5、B2單體的SOC根據(jù)圖2-10可知，均衡過程中B5單體SOC下降，B2單體SOC上升，電感電流處于連續(xù)模式下，可以實現(xiàn)單體之間的均衡。>3.43.53.63.73.83.9400.511.522.589.6599489.6599689.6599889.6600.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.0090.0179.3279.3200279.3200479.32006E/V電池放電容量/Ahi/At/10-3sSOC(%)t/10-3s

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文18對偶奇均衡模式進行仿真分析，其中543三單體構成的小組能量偏高，1號和2號電池單體能量偏低。此時釋能單元小組對應的占空比取0.3，1號電池單體對應的占空比為0.3。三單體構成的小組放電電流i1波形、單體B2充電電流i2波形和單體B1充電電流i3波形如圖2-12a)所示，電感電壓和電流波形如圖2-12b)所示。根據(jù)圖2-12所示，在一個周期內(nèi)，第一階段為小組給電感儲能，第二階段為電感釋能給低壓電池單體B2，第三階段為電感釋能給低壓電池單體B1。可以看出電感電流臨界連續(xù)，驗證了電感連續(xù)釋能的可行性。并且1號和2號單體同時作為儲能單元，參與均衡，實現(xiàn)了兩個單體構成小組參與均衡的功能，與兩段式均衡相比，顯現(xiàn)出獨有的優(yōu)勢。a)連續(xù)釋能模式下各段充放電電流b)電感電壓和電流波形圖2-12電感連續(xù)釋能模式下充放電電流、電感電壓及電流2.5本章小結本章首先對多路徑均衡電路拓撲進行了介紹，分析了兩段式均衡中存在無法t(10-3s)i1i2i303.43.33.23.1-2-10-4-3-2-101234i(A)0264-8-6-4-2-1004.64.54.44.34321uL(V)iL(A)t(10-3s)

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]串聯(lián)電池組多路徑均衡電路研究[D]. 張勁.哈爾濱工業(yè)大學 2018
[2]基于直接均衡技術的串聯(lián)儲能電源均衡系統(tǒng)研究[D]. 董青山.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[3]串聯(lián)儲能系統(tǒng)多單體直接均衡技術的研究[D]. 譚宇.哈爾濱工業(yè)大學 2017



本文編號：2939708