鎳氫串聯(lián)電池組均衡充電技術(shù)的研究.pdf

1、電動(dòng)汽車被譽(yù)為二十一世紀(jì)的綠色工程，是汽車未來(lái)發(fā)展的方向。但儲(chǔ)能裝置存在的問(wèn)題已經(jīng)成為了電動(dòng)汽車發(fā)展的瓶頸。電動(dòng)汽車用儲(chǔ)能裝置多采用串聯(lián)電池組，電池在串聯(lián)使用時(shí)，其性能和使用壽命比不上單體電池。研究表明，這主要是由電池組中單體間的不均衡性造成的。相比電池的制作材料、數(shù)學(xué)模型、充電方法等方面的研究，蓄電池的均衡性研究是一個(gè)新的研究方向，給國(guó)內(nèi)外的研究者提出了大量的挑戰(zhàn)性課題。這種不均衡性是客觀存在的，只能盡量減小不可能徹底消除；這種不均衡

2、性在蓄電池的使用過(guò)程因過(guò)充過(guò)放等因素的影響會(huì)加劇，因此不均衡性的控制是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程。
　　 本文以在電動(dòng)汽車上廣泛使用的鎳氫電池組為均衡對(duì)象，以電池的電壓為均衡參數(shù)，對(duì)蓄電池組不均衡性擴(kuò)大的原因做了分析，對(duì)現(xiàn)有的幾種主要均衡方法作了研究。針對(duì)電動(dòng)汽車串聯(lián)電池組數(shù)目大的應(yīng)用場(chǎng)合，提出了一種適用均衡方案—二級(jí)均衡法，并對(duì)傳統(tǒng)的MIC作了改進(jìn)。給出了系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)，包括各硬件模塊的設(shè)計(jì)原理、電路原理圖及主要模塊的詳細(xì)實(shí)現(xiàn)過(guò)程。最后，指

3、出了本文的課題今后進(jìn)一步深入研究的方向。本文的研究主要包括以下三個(gè)方面：
　　 1.根據(jù)蓄電池的化學(xué)機(jī)理和充放電特性，對(duì)串聯(lián)電池組不一致的原因做了分析，指出了過(guò)充和過(guò)放是導(dǎo)致這種不一致性擴(kuò)大的主要因素。比較了電容、電壓和SOC三種均衡參數(shù)的有效性和實(shí)用性，分析了以電壓為參數(shù)對(duì)蓄組進(jìn)行均衡充電的合理性。
　　 2.對(duì)傳統(tǒng)的蓄電池組電壓均衡充電方法做了詳細(xì)的研究，比較了它們的優(yōu)缺點(diǎn)。在繼承傳統(tǒng)MIC快速和準(zhǔn)確均衡的基礎(chǔ)上，對(duì)

4、充電型MIC作了改進(jìn)。針對(duì)電動(dòng)汽車的特定應(yīng)用場(chǎng)合，提出了一種電容-改進(jìn)MIC二級(jí)均衡充電方案。對(duì)這種兩級(jí)均衡充電方案的原理及相關(guān)參數(shù)作了詳細(xì)分析。
　　 3.設(shè)計(jì)蓄電池均衡充電控制系統(tǒng)，給出了硬件原理圖及軟件流程。電壓測(cè)量的準(zhǔn)確度是影響蓄電池組不均衡性的間接因素，因此本文對(duì)單體電壓監(jiān)測(cè)模塊的設(shè)計(jì)做了詳細(xì)的分析。
　　 4.對(duì)改進(jìn)后MIC和二級(jí)均衡系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明這種均衡充電方案能有效的實(shí)現(xiàn)均衡控制，具有實(shí)用價(jià)值。