電動汽車電池充電系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、化石燃料的長期使用產(chǎn)生了大量的污染物，直接導(dǎo)致環(huán)境惡化、氣候變暖等問題，世界各國紛紛研究新能源取代傳統(tǒng)化石能源。其中，應(yīng)用于電動汽車的鋰電池的研究和推廣成果斐然。高效、安全的鋰電池充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與充電技術(shù)研究意義重大。
　　本研究闡述了電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的歷史背景和行業(yè)現(xiàn)狀，列舉了鋰電池存在充電速度慢、充放電安全性差等問題，這些技術(shù)瓶頸阻礙了電動汽車的推廣和普及。介紹了鋰電池的特性，包括最佳充電曲線和極化現(xiàn)象等，作為后續(xù)鋰電池充電系統(tǒng)

2、及充電方法設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)。為滿足大容量儲能和大功率輸出，將單體鋰電池成組管理，同時(shí)封裝了內(nèi)部結(jié)構(gòu)并對外暴露接口，提供擴(kuò)展和維護(hù)的思路。圍繞電池組設(shè)計(jì)了與之匹配的充電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)充電管理。對鋰電池充電技術(shù)進(jìn)行研究，從充電方法、停充檢測和均衡控制技術(shù)三方面著手。為提升充電速度和效率，提出一種改進(jìn)型分階段充電法，以變電流間歇充電法替代恒流充電，脈沖充電法替代恒壓充電。為精確判定電池組滿充，提出一種電壓變化率停充檢測法，通過計(jì)算間歇期電池端電壓回

3、落的速率實(shí)現(xiàn)停充判定。為保證單體電池成組充電時(shí)的一致性，提出一種改進(jìn)型電阻均衡法，控制功率開關(guān)選通可變電阻陣列，消耗多余電池能量，實(shí)現(xiàn)均衡控制。最后搭建了系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺，對于本文的研究內(nèi)容設(shè)計(jì)了對比實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。其中，改進(jìn)型分階段充電法的充電速度較傳統(tǒng)三階段充電提升了約42％；電壓變化率停充檢測法將滿充判定的相對誤差縮小至-2.6%；變電阻均衡控制法將模塊內(nèi)電池端電壓差異的相對誤差控制在±0.13%以內(nèi)。三項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果均達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)