论文部分内容阅读
随着汽车行业的发展,纯电动汽车以其污染少、噪声小、维护方便等优势逐渐成为当今汽车发展的主流方向,而磷酸铁锂电池由于其外特性表现出来的宽广的平台区逐渐成为电动汽车动力电池的不二选择。因此,电池间的不一致性成为了制约电动汽车发展的关键因素。本文针对大数量级磷酸铁锂电池的电量均衡问题进行了一系列建模仿真实验,设计了相应的均衡电路,并进行了多种均衡策略的对比研究。首先,本文进行了磷酸铁锂动力电池的性能测试实验,获取了电池的性能参数数据,在以此实验数据参数的基础上分别建立了磷酸铁锂电池的单体电池模型和整体电池组模型,创造性地通过虚拟电池的引入大大提高了整体运行的速度。并通过建立“144v电池组模型联合DC motor直流电机”实际仿真系统与“144v理想电压源联合DC motor直流电机”理论仿真系统进行仿真对比,从电机的电流、电压、力矩和转速四个方面的参数来进行衡量,实际仿真系统与理论仿真系统的最大误差不超过5%,从而验证了磷酸铁锂整体电池组模型的可靠性和精确性。其次,设计了一种基于相邻电池间的快速可靠的磷酸铁锂电池均衡电路,建立出相应的电路模型并通过simulink软件进行电路建模与仿真验证,再分三次实验:“多电池单向串联连接”、“多电池单向并联连接”以及“多电池串并联混合连接”三种连接形式分别对均衡电路进行验证,均衡效果均能达到实验要求。实验结果表明该均衡电路快速可靠,能够实现电池间电量双向均衡的目的且均衡电流大小可调,精度可控。再次,以设计好的均衡电路为研究对象,针对整体磷酸铁锂电池组模型采用多种均衡策略进行实验对比,包括“没有均衡功能”的均衡策略、“两两对比”的均衡策略、引入predict预测机制的均衡策略、加入中断功能的均衡策略等,分析了各个均衡策略的利弊并做出了改进。最终很好的实现了电池均衡的目的。最后,将设计好的均衡电路通过PCB软件分别画出对应的原理图和布线图,并且将其制作出来并完成焊接。通过硬件电路来对上文的建模仿真进行了实验,验证了磷酸铁锂电池模型的准确性和均衡电路的可靠性。