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电动汽车锂离子电池管理系统研究

电动汽车锂离子电池管理系统研究

作者：张军令江西理工大学

学位级别：硕士

为了减少温室气体的排放,避免能源短缺,绿色能源动力和清洁汽车备受关注。锂电池作为电动汽车动力源,与其他储能设备相比,具有众多优势,包括能量密度、健康状态等,使得锂电池在储能应用上具有广阔的发展前景,但受到自身的限制,不能满足... 详细信息

为了减少温室气体的排放,避免能源短缺,绿色能源动力和清洁汽车备受关注。锂电池作为电动汽车动力源,与其他储能设备相比,具有众多优势,包括能量密度、健康状态等,使得锂电池在储能应用上具有广阔的发展前景,但受到自身的限制,不能满足实际应用中的需求。因此,就需要将其连接成电池组,均衡结构的设计会导致电池组间的不一致性,从而限制充放电过程。电池充放电过程中,其内部会产生大量的热量,这种热量会随着时间的推移而积累,导致电化学反应的加剧。因此开发高效、科学、合理的锂电池管理系统对电池组的使用性能是至关重要的。本文以锂电池为研究对象,将从SOC估计、均衡控制和热管理三方面展开研究,在单体电池SOC不一致的情况下探究均衡和散热问题。具体研究内容如下:首先根据适用度和性能等综合分析结果,选择二阶RC电池模型,利用递归最小二乘法(Recursive Least Squares,RLS),将UDDS工况实测数据作为参考数据,对电池进行在线参数辨识,其结果表明该算法具有良好的可行性。通过辨识后的结果使用GALEM神经网络算法对电池SOC进行精准估计,在MATLAB软件中进行仿真实验,证实了该算法比ELM精度更好,其结果最大误差不超过2.6%。其次,搭建了buck-boost主动均衡电路拓扑,采用SOC作为均衡变量,当电池组中最大电池SOC和最小电池SOC达到均衡阈值时开启均衡。利用模糊逻辑控制算法,配合模糊域的赋值来控制电流、电压作为输入变量,然后得出输出电流,从而对电池组进行快速均衡。在MATLAB中建立仿真模型,通过均衡控制技术实现电池组的SOC一致。在三种工况下分别进行均衡实验,得出结果为三种工况下的均衡时间平均缩短了约12.97%。最后,在电池组初始SOC不一致的情况下,对电池组进行热管理。基于单体电池的热量分析,搭建了风冷热物理模型,通过改变电池组结构中单体电池的间隙大小和进风口的风速两个变量单独进行对比仿真,并分析其散热效果。考虑到风冷对散热的影响有限,因此在其基础上加装液冷板使之组成风冷-液冷耦合热模型,对冷却液进口的流速大小和高温下的冷却液初始温度进行单独对比仿真,并分析得出热管理实验中的最佳组合。

关键词： SOC估计 buck-boost拓扑热管理风冷-液冷耦合

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一种低输入电压的微型太阳能充电器

电子技术应用 2021年第4期47卷 121-125页

作者：杨炀刘青王子才张华哈尔滨工业大学黑龙江哈尔滨150001 深圳航天科技创新研究院广东深圳518057

分析了移动便携式太阳能发电应用中太阳能电池阵列受照情况的特点及其对有效输出功率的影响,指出该类应用中应尽可能减少阵列的串联数,增加并联数以减少部分遮挡或受照不均匀造成的功率损失。针对这一需求,采用LT8490控制器,设计了一款... 详细信息

分析了移动便携式太阳能发电应用中太阳能电池阵列受照情况的特点及其对有效输出功率的影响,指出该类应用中应尽可能减少阵列的串联数,增加并联数以减少部分遮挡或受照不均匀造成的功率损失。针对这一需求,采用LT8490控制器,设计了一款具有最大功率点跟踪功能的升降压太阳能充电模块,通过分析控制器的工作原理,提出了一种拓展输入电压下限的方法,使其能更好地解决移动便携式应用中减少串联数导致阵列输出电压较低的问题。实验测试表明,该方法可行有效,设计的微型太阳能充电模块能满足移动便携式应用中太阳能电池阵列串联数较少、输出电压较低的要求。

关键词：便携式太阳能充电最大功率点跟踪 buck-boost拓扑

直流微电网双向DC-DC变换器的设计与实现

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科技创新与生产力 2021年第5期 68-70页

作者：姜斌曹永成刘彤军李乃川孙铁成黑龙江东方学院黑龙江哈尔滨150066 黑龙江省科学院智能制造研究所黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学黑龙江哈尔滨150006

基于直流微电网的要求,对双向buck-boost DC-DC变换器进行参数计算,并设计了双闭环控制环节参数,实验结果表明,符合参数设计的功能要求,具有响应速度快、控制精度高等特点,满足了实际应用的性能需求。

关键词：直流微电网双向DC-DC变换器 buck-boost拓扑

便携式XRF能谱仪中锂离子电池恒压转换器的研究

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电子技术应用 2024年第1期50卷 109-112页

作者：杨博赞倪子月王英倩钢研纳克检测技术股份有限公司北京100094 钢铁研究总院有限公司北京100083

便携式XRF能谱仪采用锂离子电池供电,锂离子电池放电过程中,输出电压随时间逐渐减小,影响能谱仪检测结果。为消除该不利影响,采用buck-boost拓扑结构,基于LTC3789设计宽输入范围、高转换效率的恒压转换器,将锂离子电池转换为恒电压输出... 详细信息

便携式XRF能谱仪采用锂离子电池供电,锂离子电池放电过程中,输出电压随时间逐渐减小,影响能谱仪检测结果。为消除该不利影响,采用buck-boost拓扑结构,基于LTC3789设计宽输入范围、高转换效率的恒压转换器,将锂离子电池转换为恒电压输出。详细介绍了恒压转换器的设计过程,并对其功能和效率进行实验,结果表明:该恒压转换器输出电压稳定,转换效率高,满足使用要求。

关键词：恒压转换器 LTC3789 buck-boost拓扑宽输入范围高转换效率