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一种锂离子电池组充放电管理方式的研究

陈春飞  
【摘要】:随着人类对自身生存环境的重视,对现代文明带来的巨大副作用危机的理解加深,对将来人类社会工业文明及物质文明的重新定义和认识的改变,人们深刻意识到发展经济必须遵循两大原则:环境保护和不可再生资源的合理使用。电动自行车、电动工具、电动汽车等正是顺应这两大主题概念而产生和发展的社会产品,是人类对自身保护的使然,是人与自然关系正确处理的必然。 电动汽车、储能电站、电动自行车等上都需要使用串联单体电池组成的电池组,以适应高电压的需求。单体电池由于生产工艺等原因导致各电池容量与性能的差异,在对电池组进行充放电的过程中,必然会扩大这种差异,长此以往,这种恶性循环过程将加速电池的损坏。因此,动力电池组需要采用均衡电路以延长电池组寿命是国内外学者和业界的共识。 本文主要研究了以下几个方面的内容: 1、总结了锂电池的原理及发展情况,其当前在汽车领域的应用现状,比较了现有的锂电池充电方式和均衡方式。 2、研究了锂电池性能的关键技术,总结了锂电池失效机理和各种特性,并主要研究了当前对锂电池荷电状态(SOC)计算的现状,以及和各种影响SOC计算的因素。 3、设计了针对锂电池特性的均衡系统的硬件电路,使用了一种新型的均衡实现方案,能解决当前部分技术的缺点,特别适用于目前大范围在电动汽车上使用的磷酸铁锂电池。 4、针对锂电池的特性,开发了一种可以在锂电池组上使用的均衡规则,特别适用于目前大范围在电动汽车上使用的磷酸铁锂电池。 5、通过实验室环境,使用真实磷酸铁锂电池组做实验,验证了本套均衡管理系统的有效性。 6、基于本论文的研究对磷酸铁锂电池组的均衡做了一些总结与后期展望。


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