電動汽車動力電源組復(fù)合結(jié)構(gòu)均衡的研究.pdf

1、超級電容器具有很高的功率密度,非常短的充放電時間,極長的循環(huán)壽命及高的可靠性的優(yōu)點(diǎn),使得以超級電容器為主能源的電動汽車成為電動汽車研發(fā)重要方向之一。為獲得所需的輸出電壓,需要幾十個超級電容器組或者幾百個超級電容器單體單元串聯(lián),為避免超級電容器性能參數(shù)的不一致性引起的過充和過放問題,必須附加均衡系統(tǒng)。均衡效率、速度和結(jié)構(gòu)簡化是均衡系統(tǒng)的三個主要目標(biāo)并且相互制約和影響。本文在分析分散式和集中式兩種均衡方式優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,提出一種結(jié)合它們各自

2、優(yōu)點(diǎn)的復(fù)合式結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)長串串聯(lián)超級電容器組的均衡,并對這種復(fù)合式均衡系統(tǒng)的拓?fù)湫问郊熬鈫卧謱訉庑省⑺俣群徒Y(jié)構(gòu)的影響進(jìn)行研究,給出了幾種可能的分層方式和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。底層均衡單元的電路形式很大程度上決定了均衡單元的數(shù)量和均衡系統(tǒng)的層數(shù)。在本文中,綜合考慮均衡系統(tǒng)分層、效率和結(jié)構(gòu)等指標(biāo),底層均衡單元均衡方式采用了4路輸出的反激式同軸多繞組集中式均衡電路,并對這種結(jié)構(gòu)的均衡電路進(jìn)行了詳細(xì)分析,詳細(xì)說明了其同軸變壓器和控制電路等的工作原理

3、和設(shè)計(jì)過程。上層均衡電源通過對下層均衡單元當(dāng)中電壓偏低的單元輔助充電,使其電壓達(dá)到與電壓最大的均衡單元的電壓相同。通過反復(fù)的投切和輔助充電,將各個均衡單元的電壓調(diào)節(jié)到相同。上層均衡電源采用變壓器隔離的半橋式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),控制電路中控制芯片選用SG3525,通過對輸出電壓和電流的跟蹤反饋實(shí)現(xiàn)了恒壓-恒流輸出。最后,本文還對設(shè)計(jì)的同軸多繞組反激均衡單元和上層均衡單元進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),并獲得實(shí)驗(yàn)波形。實(shí)驗(yàn)使用容量為2Ah的鋰離子電池作為均衡對象模擬超級