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1、碩士學(xué)位論文串聯(lián)電池組多路徑均衡電路研究RESEARCHONMULTI-PATHEQUALIZATIONCIRCUITFORSERIESBATTERYPACK張勁哈爾濱工業(yè)大學(xué)2018年6月國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)：TM912學(xué)校代碼：10213國(guó)際圖書分類號(hào)：621.3密級(jí)：公開工學(xué)碩士學(xué)位論文串聯(lián)電池組多路徑均衡電路研究碩士研究生：張勁導(dǎo)師：楊威副教授申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：電氣工程所在單位：電氣工程及自動(dòng)化學(xué)院答辯日期：2018年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:TM912U.D.C
2、:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONMULTI-PATHEQUALIZATIONCIRCUITFORSERIESBATTERYPACKCandidate：ZhangJinSupervisor：AssociateProf.YangWeiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringAffiliation：SchoolofEle
3、ctricalEngineeringandAutomationDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要新能源技術(shù)的發(fā)展離不開電池，而在一些電壓等級(jí)較高的場(chǎng)合需要將電池串聯(lián)使用，如新能源汽車。電池在串聯(lián)使用時(shí)存在著一些問題，比如，由于單體間的參數(shù)存在差異，在使用時(shí)可能會(huì)發(fā)生某些單體過充、過放的情況，影響電池的使用壽命，因此需要引入電池均衡技術(shù)。近幾年，隨著電池
4、串聯(lián)數(shù)量的增加，電池失衡情況越發(fā)復(fù)雜，所需均衡功率也越來越大，對(duì)均衡電路的要求也不斷提高。針對(duì)上述情況，提出了串聯(lián)電池組多路徑均衡電路。該電路是在飛渡電感均衡電路的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，由電池附近的開關(guān)陣列和一個(gè)電感儲(chǔ)能電路組成。通過控制開關(guān)陣列和電感儲(chǔ)能電路中開關(guān)的先后導(dǎo)通次序以實(shí)現(xiàn)電感儲(chǔ)能、續(xù)流、饋能三種工作過程來回切換，從而構(gòu)成了整個(gè)均衡過程。提出了相鄰奇數(shù)單體構(gòu)成小組也可以參與均衡的思路，使得該電路可以實(shí)現(xiàn)任意單體之間、單體與小組之間以及小組與小組之間的均衡功能，均衡路徑更加靈活。分析了串聯(lián)電池組多路徑均衡
5、電路的工作原理，具體包括奇對(duì)奇、偶對(duì)偶、奇對(duì)偶和偶對(duì)奇四種典型的工作路徑，并以奇對(duì)偶均衡為例對(duì)該電路進(jìn)行了仿真分析。構(gòu)造了串聯(lián)電池組多路徑均衡電路的等效電路模型，并使用此模型分析了均衡電流、均衡功率、均衡效率等均衡性能的影響因素。以此為依據(jù)研究了多路徑均衡電路的最大功率控制策略、最大效率控制策略和一種選擇頻率和電感量的方法。對(duì)不同路徑下最大功率控制和最大效率控制的均衡功率和均衡效率進(jìn)行對(duì)比，得出了不同路徑下均衡性能的優(yōu)劣勢(shì)。選用6節(jié)20Ah的串聯(lián)鋰電池組搭建了串聯(lián)電池組多路徑均衡系統(tǒng)，并進(jìn)行了軟硬件設(shè)計(jì)。通過
6、實(shí)驗(yàn)，該系統(tǒng)工作在最大功率模式下電池側(cè)的最大平均均衡電流可達(dá)3.7A，最大功率可達(dá)11W；工作在最大效率模式下的最大效率可達(dá)89%。實(shí)驗(yàn)不僅證明了串聯(lián)電池組多路徑均衡系統(tǒng)在斷續(xù)、連續(xù)模式均可工作，還證實(shí)了該電路可以實(shí)現(xiàn)任意單體之間、電池組和單體之間、電池組之間的多路徑均衡。此外，該電路還能實(shí)現(xiàn)更加復(fù)雜的多步路徑均衡，此功能可以同時(shí)減小任意數(shù)量、任意位置單體之間的壓差。綜上所述，串聯(lián)電池組多路徑均衡電路能有效應(yīng)對(duì)因電池串聯(lián)數(shù)量的增加而形成的復(fù)雜失衡狀況。關(guān)鍵詞：電池均衡；多路徑均衡；飛渡電感-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)
7、工學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractThedevelopmentofnewenergytechnologiesisinseparablefromthebattery,andinsomeoccasionswherethevoltagelevelishigh,thebatteriesneedtobeusedintandem,suchasnewenergyvehicles.Therearesomeproblemswhenthebatteriesareusedinseries.Forexample,duetodiffer
8、encesintheparametersamongthemonomers,somemonomersmaybeoverchargedandoverdischargedduringuse,affectingtheservicelifeofthebatteries.Therefore,itisnecessarytointroducebatteryequalization.technology.Inrece
