【摘要】：純電動(dòng)汽車(chē)電池組是由多節(jié)單體電池串聯(lián)組成,在電池組充放電過(guò)程中,會(huì)出現(xiàn)某節(jié)單體電池提前達(dá)到充放電截止電壓而提前停止充放電情況,其原因?yàn)殡姵亟M內(nèi)單體電池之間存在不一致性。單體電池間不一致性問(wèn)題降低了電池組容量利用率,導(dǎo)致車(chē)輛續(xù)駛里程縮短,成本增加。主動(dòng)均衡控制模塊可減小電池組內(nèi)單體電池間不一致性,以使電池容量利用率得到提高,其通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池組狀態(tài),并對(duì)電池組根據(jù)控制策略進(jìn)行均衡管理。本文均衡控制管理目標(biāo)為串聯(lián)鋰離子電池組,首先進(jìn)行電池組不一致性機(jī)理分析,然后確定主動(dòng)均衡系統(tǒng)控制方案,制定均衡控制策略,完成系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì),最后進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn),對(duì)系統(tǒng)方案的可行性和控制策略的有效性進(jìn)行驗(yàn)證。研究?jī)?nèi)容如下:1、對(duì)單體電池間產(chǎn)生不一致性及其擴(kuò)大的原因進(jìn)行分析,即從生產(chǎn)過(guò)程、使用過(guò)程以及存儲(chǔ)過(guò)程三方面進(jìn)行機(jī)理分析,并結(jié)合實(shí)際情況提出改善電池組內(nèi)單體電池間不一致性的措施。通過(guò)電池等效電路模型與電池特性試驗(yàn)獲得電池特性參數(shù),以及各特性參數(shù)對(duì)電池組不一致性的表現(xiàn)形式。2、在對(duì)比分析常見(jiàn)均衡拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,選取了單磁芯多副邊型反激式變壓器均衡拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),根據(jù)該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)將均衡過(guò)程劃分為“削峰”與“填谷”兩種工作模式。本文變壓器采用非連續(xù)工作方式,并根據(jù)該工作方式計(jì)算出變壓器參數(shù),并完成了均衡外圍電路的設(shè)計(jì),搭建兩種模式電路仿真模型,并進(jìn)行控制參數(shù)的仿真優(yōu)化。3、通過(guò)對(duì)比分析開(kāi)路電壓、工作電壓與SOC的數(shù)據(jù)穩(wěn)定性和測(cè)量精度,選取開(kāi)路電壓作為均衡變量、單體電池電壓極差作為控制變量。根據(jù)鋰電池電壓在平臺(tái)期單體間相差較小和在非平臺(tái)期相差較大的特點(diǎn),不同階段制定不同的均衡開(kāi)啟閾值。結(jié)合電動(dòng)汽車(chē)實(shí)際運(yùn)行情況,制定了充電階段均衡與停車(chē)階段均衡控制策略,且充電均衡只在充電末期開(kāi)啟,停車(chē)均衡在電池放電中后期開(kāi)啟。在Matlab/Simulink環(huán)境下搭建均衡系統(tǒng)模型,仿真結(jié)果驗(yàn)證了均衡控制策略的有效性。4、為了提高系統(tǒng)的適應(yīng)性與可靠性,均衡系統(tǒng)采用“主-從”分布式架構(gòu),對(duì)系統(tǒng)電源模塊、電壓采集模塊、電流采集模塊、均衡模塊與通信模塊進(jìn)行電路設(shè)計(jì),并完成系統(tǒng)軟件編寫(xiě)。搭建均衡系統(tǒng)試驗(yàn)平臺(tái),通過(guò)臺(tái)架試驗(yàn)驗(yàn)證了均衡系統(tǒng)的合理性和均衡控制策略的有效性,減小了電池組內(nèi)單體電池間的差異性,使電池組容量得到更加充分利用。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U469.72
【圖文】：

圖1.1 CK6120LGEV2 型純電動(dòng)城市客車(chē)圖1.2 比亞迪 K9 純電動(dòng)城市公交客車(chē)，2016 年 9 月，美國(guó)著名巴士生產(chǎn)商 Proterra 發(fā)布了一款全新 E2，如圖 1.3 所示，該車(chē)搭載的 660 千瓦時(shí)電池組，整車(chē)整備質(zhì)

3圖1.1 CK6120LGEV2 型純電動(dòng)城市客車(chē)圖1.2 比亞迪 K9 純電動(dòng)城市公交客車(chē)在國(guó)外，2016 年 9 月，美國(guó)著名巴士生產(chǎn)商 Proterra 發(fā)布了一款全新的純電動(dòng)巴士 Proterra E2，如圖 1.3 所示，該車(chē)搭載的 660 千瓦時(shí)電池組，整車(chē)整備質(zhì)量 15 噸，續(xù)駛里程可達(dá) 350 英里（約 563 公里），0-20 英里/時(shí)加速時(shí)間為 6.8 秒

圖1.3 Proterra E2 純電動(dòng)巴士歐盟的廢氣排放和燃油消耗標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)苛，各大汽車(chē)企業(yè)規(guī)劃，德國(guó)漢堡、西班牙馬德里、法國(guó)巴黎等歐洲大型城0 年后將不再采購(gòu)柴油客車(chē)，將純電動(dòng)客車(chē)投入運(yùn)營(yíng)。lloré公司于 2015 年推出了 12m 藍(lán)色純電動(dòng)客車(chē) Bluebus，如旗下 batScap 公司提供，整車(chē)可帶電 240kwh，續(xù)駛里程 2，驅(qū)動(dòng)電機(jī)最大功率 160kw，最大轉(zhuǎn)矩 2500Nm。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2786012