電池化成用高變雙向直流變換器的研究.pdf

1、隨著電池在電動汽車、儲能、通信、航空航天等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，對大容量動力電池的需求也在逐年大幅增加。電池化成作為電池生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵工序，對電池的品質(zhì)、質(zhì)量和生產(chǎn)成本有直接的影響，而電池化成充放電電源是電池化成質(zhì)量的根本保證。為了在大規(guī)模的電池生產(chǎn)過程中提高電池的循環(huán)壽命、節(jié)約能源、降低生產(chǎn)成本，本文對適用于電池化成的雙向直流變換器進(jìn)行了研究。
　　本文首先根據(jù)電池化成設(shè)備輸入輸出高變比和低壓大電流的特點，采用了級聯(lián)式直流變換器的拓

2、撲結(jié)構(gòu)，一級采用隔離型的雙向DC/DC變換器，另一級采用非隔離型的雙向DC/DC變換器。經(jīng)分析比較，選擇了雙向半橋倍流變換器和雙向Buck-Boost變換器。
　　然后分析了雙向半橋倍流變換器在正常工作狀態(tài)和啟動狀態(tài)時的工作原理，并用Saber軟件進(jìn)行了仿真。采用狀態(tài)空間平均法建立了變換器在雙向能量流動時的小信號模型，對其閉環(huán)的穩(wěn)定控制進(jìn)行了研究，給出了補(bǔ)償電路的設(shè)計方法。設(shè)計了變換器的主電路、控制電路、驅(qū)動電路和保護(hù)電路，分析了

3、在不同功率流向時高、低壓側(cè)開關(guān)管的電壓應(yīng)力，并給出了抑制措施。
　　接著分析了雙向Buck-Boost變換器的工作原理，采用同一套PID控制器參數(shù)實現(xiàn)了變換器的雙向穩(wěn)定控制，采用CPLD靈活的實現(xiàn)了脈沖復(fù)雜的邏輯控制。設(shè)計了主電路、控制電路和驅(qū)動電路，采用檢測電感電流的方法解決了啟動和輕載時器件應(yīng)力大、損耗高的問題。還研究了雙向Buck-Boost變換器模塊的交錯并聯(lián)技術(shù)。
　　最后，根據(jù)設(shè)計參數(shù)制作了雙向半橋倍流變換器和雙