锂离子电池脉冲充放电管理

论文摘要

世界石油储量的快速消耗和对环境保护的日益关注,开发清洁、可再生能源是社会发展的一个必然趋势。蓄电池作为一种清洁能源的储能设备,在许多应用场合具有不可替代的作用。随着各种新型电池的开发,其应用领域越来越广泛。锂离子电池具有高能量密度和长循环寿命等优点,具有广阔的发展前景。充电方式直接影响着所需充电的时间和蓄电池的循环使用寿命。常用的锂离子电池充电方式是恒流——恒压充电方式。采用这种充电方式当电池处于恒压充电阶段时,所需的时间比较长。脉冲充电方式不仅能提高充电速度而且能延长电池的循环使用寿命。本文采用有源箝位双向全桥DC-DC变流器作为锂离子电池充放电器的主拓扑。这种拓扑结构可以工作在两种模式下,当变流器工作在BUCK模式下时,高压侧有源桥采用移相控制方式,低压侧有源桥采用同步整流技术,极大地减少了变流器的损耗。有源箝位电路极大地消除了由漏感在低压侧引起的电压尖峰。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 锂离子电池发展现状
• 1.2 锂离子电池的化学原理
• 1.3 锂离子电池正极材料
• 1.4 研究内容
• 参考文献
• 第二章 锂离子电池充电技术
• 2.1 现有的蓄电池充电技术
• 2.1.1 涓流充电
• 2.1.2 恒流充电
• 2.1.3 恒压充电
• 2.1.4 恒流恒压充电
• 2.1.5 恒流脉冲充电
• 2.1.6 脉冲式充电
• 2.2 脉冲充电技术对锂离子电池性能的影响
• 2.3 本章小结
• 参考文献
• 第三章 锂离子电池充放电电路的原理
• 3.1 引言
• 3.2 充放电电路的工作原理
• 3.2.1 充电模式下双向DC-DC变流器的工作原理
• 3.2.2 放电模式下双向DC-DC变流器的工作原理
• 3.3 本章小结
• 参考文献
• 第四章 锂离子电池充放电电路的设计
• 4.1 前言
• 4.2 主电路参数的设计
• 4.2.1 隔离变压器的设计
• 4.2.2 双向DC-DC变流器电感的设计
• 4.2.3 电容选择
• 4.2.4 功率器件的选择
• 4.3 控制电路的设计
• 4.3.1 充电工作模式下控制电路的设计
• 4.3.2 放电工作模式下控制电路的设计
• 4.4 驱动电路的设计
• 4.5 仿真与实验结果
• 4.5.1 仿真结果
• 4.5.2 实验结果
• 4.6 本章小结
• 第五章 锂离子电池管理系统其他模块设计
• 5.1 均衡充放电管理模块
• 5.1.1 均衡充放电方法
• 5.1.2 系统采用的均衡管理方法
• 5.2 电压检测
• 5.3 本章小结
• 参考文献
• 第六章 总结与展望
• 附录:样机图片
• 论文发表情况
• 致谢