串聯(lián)動(dòng)力電池六單體直接均衡器研究.pdf

1、動(dòng)力鋰離子電池作為儲(chǔ)能設(shè)備應(yīng)用于人造衛(wèi)星、電動(dòng)汽車和不間斷電源等領(lǐng)域時(shí)，為了滿足電壓等級(jí)的要求，通常需要幾十節(jié)甚至上百節(jié)串聯(lián)使用。在串聯(lián)電池組的使用過(guò)程中，由于各單體電池參數(shù)的不一致性，使單體之間電壓出現(xiàn)不平衡，進(jìn)而導(dǎo)致電池組的有效使用容量降低，循環(huán)壽命減少。因此，為了提高串聯(lián)電池組的工作性能，開展鋰離子電池均衡技術(shù)的研究是十分必要的。
　　本文將圖論中的有向圖和賦權(quán)矩陣引入到均衡拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分析中，分別建立了典型結(jié)構(gòu)的有向圖及賦權(quán)

2、矩陣描述，重點(diǎn)研究了均衡結(jié)構(gòu)本身對(duì)能量傳遞路徑的影響，在此基礎(chǔ)上，歸納總結(jié)出理想均衡拓?fù)涞挠邢驁D描述，明確了理想均衡拓?fù)渲腥我鈨蓚€(gè)單體間都應(yīng)有能量的直接流通路徑，分析了理想均衡拓?fù)涞目蓪?shí)現(xiàn)性，為尋求新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)提供了理論指導(dǎo)。
　　在對(duì)現(xiàn)有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)上，提出了一種基于多輸出繞組變壓器的均衡拓?fù)洌撏負(fù)淇梢栽趦刹絻?nèi)實(shí)現(xiàn)任意單體間能量的直接傳遞。本文以六單體為例詳細(xì)闡述該拓?fù)涞墓ぷ髟?，依?jù)變壓器繞組同名端的位置將六節(jié)單體電池

3、分為兩組，根據(jù)組間和組內(nèi)的不同失衡情況令該拓?fù)涔ぷ饔谌N模式，即反激模式、無(wú)輸出電感正激模式和反激-反激模式，力求在不同失衡條件下均能實(shí)現(xiàn)快速、有效的均衡；對(duì)主電路的電磁元件和雙向開關(guān)等進(jìn)行了設(shè)計(jì)；分析了變壓器漏感等參數(shù)對(duì)均衡器效率的影響，為進(jìn)一步提高均衡器的效率提供理論依據(jù)。
　　依據(jù)六單體直接均衡拓?fù)涞墓ぷ髂Ｊ椒治?，設(shè)計(jì)了六單體均衡器的控制電路。采用電池監(jiān)測(cè)芯片LTC6802-1實(shí)現(xiàn)電池電壓的采樣，以提高采樣精度、簡(jiǎn)化采樣電路

4、結(jié)構(gòu)；為了避免雙向開關(guān)中均衡電流可能在過(guò)零后繼續(xù)反向增大而引起均衡器工作過(guò)程紊亂、均衡效率降低的問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)了均衡電流采樣與邏輯判斷單元；依據(jù)串聯(lián)電池組可能出現(xiàn)的多種失衡情況，制定了六單體均衡器的均衡策略，設(shè)定了各雙向開關(guān)的動(dòng)作規(guī)則，確保了均衡器可靠、有序運(yùn)行。
　　針對(duì)50Ah的動(dòng)力鋰離子電池，搭建了六單體均衡器，分別在不同失衡條件下對(duì)均衡效果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試及分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，六單體直接均衡拓?fù)淇梢詫?shí)現(xiàn)能量在任意單體間直接傳