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大功率锂离子蓄电池充放电系统的研究

裴晓泽  
【摘要】: 蓄电池作为一种储能设备,广泛应用于国民经济的各个部门。近几年来,电动汽车行业迅速发展,对于纯电动汽车蓄电池是唯一的动力源,需要定期的满充满放的维护来提高电池性能,同时测量电池实际安时数。蓄电池的充放电技术与蓄电池相伴而生,与蓄电池的发展和应用有着密切的关系。充放电系统性能直接影响着蓄电池的技术状态,使用寿命,并决定着放电时对电网污染的程度。 目前,大功率蓄电池充放电系统仍大量采用晶闸管移相控制技术,该技术具有技术成熟,价格低廉的优点,但网侧功率因数低,对电网的污染大。而消除电网谐波污染、提高功率因数是电力电子领域研究的重大课题之一。本文为大功率锂离子蓄电池充放电设计的系统采用电压型PWM整流器和双向DC/DC变换器的结构,在实现能量双向流动的同时,实现网侧电流波形的正弦化控制,具有节能,对电网污染小等优点。 本文设计了主电路参数并在MATLAB/Simulink环境下进行了仿真。本文还提出了以MC9S12D64为核心的双向DC/DC变换器控制板和控制器的硬件、软件的完整的设计方案。充电采用恒流充电和恒压充电相结合的控制策略,实现单体电池电压控制,提高了充放电控制性能和安全性。充放电系统样机测试结果表明:满载时,系统效率80%以上,功率因数99%以上,谐波含量5%以下,满足设计要求,验证了系统设计的可行性。


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