200Ah镍氢动力电池充电均衡系统的研究

作     者：陈君霞 

作者单位：山东理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：邹黎

授予年度：2013年

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：镍氢动力电池 电动公交车 充电均衡 锯齿波 

摘      要：电动汽车的主要动力源蓄电池的性能在很大程度上决定着电动汽车的整体性能。目前动力蓄电池多采用多节串联的形式才能满足电动汽车的电压、功率等要求。然而串联电池组在使用当中的不均衡性使得电池的效率和寿命大大降低。因此,研究电池组均衡技术,对延长电池组的使用寿命,维持电池组整体容量,提升电动汽车续驶里程至关重要。镍氢动力电池具有较高比能量、较高比功率、适合大电流充放电、长寿命、无污染等优异的综合特性,是电动公交车动力源的首选蓄电池。本文针对200Ah镍氢动力电池,依托淄博市电动公交车项目,根据镍氢动力电池充电过程中的析气与复合的特性,提出了小电流锯齿波充电均衡的方法,并根据电动公交车镍氢动力电池组的充电特点设计了充电均衡系统。本文主要研究内容如下：1、介绍了目前均衡方案的大体分类,并分析了常见的几种均衡方案及它们存在的问题。2、分析了镍氢动力电池组的工作原理及电特性,深入分析了充放电过程中的析气与复合现象,为设计锯齿波小电流充电均衡提供理论基础。3、分析了串联镍氢动力电池组电量均衡的方法和原理。本文重点介绍锯齿波充电均衡的原理和均衡系统硬件方面的设计,根据模块化设计的思路,详细分析了该系统主电路模块、控制电路模块、保护电路模块和主要检测模块电路设计和硬件实现。4、本系统充电均衡主电路模块,采用三相两重12脉整流电路作为主电路;控制电路采用的数字移相触发方式电路;保护电路主要有主电路相序保护、限流及过流保护、电池组过电压和过气压保护三部分,防止电池过压、过气压,增加新型过气压控制从而使电池组能够更加安全的持续工作;检测模块主要有电流检测、电压检测和温度检测,实时监测电池组动态,保证电池组充放电过程中的安全性。5、最后针对电动公交车进行现场试验。试验数据表明本文设计的镍氢动力电池充电均衡系统能够达到很好的充电均衡效果,充电均衡系统有助于延长电池的使用寿命,增加续驶里程。