动力电池高效节能化成系统研究

admin · 发表于 2022-8-18 12:08:25

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雅宝题库解析：
近年来，随着社会的高速发展，能源和环境等题目也日益突出。电动汽车以其低碳、节能、零排放和无污染等优点越来越受到世界各国重视。能量密度高、充放电性能好、安全性和可靠性高的动力电池应用技术是制约电动汽车发展的关键。与其它动力电池相比，锂离子电池有能量密度高、无记忆效应等优点，是电动汽车的理想能源。动力电池在生产过程中，必须要经历化成工艺。所谓化成是指用直流电将电极在电解液中电解，完成非活性物质向荷电活性物质转变的过程。化成需要经历反复的充放电过程来实现。目前的化成系统，大多利用电网通过充电系统对电池进行充电，通过放电系统使电池对电阻放电，造成极大的能源消耗。本论文研究的锂离子动力电池化成系统，利用双向DC-DC技术实现充放电控制，并采用储能蓄电池作为电池组充放电能量的中转，在电池组放电时，进行能量回收，并且可以在合适的时间再把能量运用到充电工艺中，从而起到节能的效果。论文重点研究了双向Buck/Boost变换器的主电路和控制电路。详细分析了Buck和Boost两种工作模式下的CCM等效电路和电量波形图，推导出电路基本关系，并以此作为理论基础，结合化成系统的设计要求，计算了主电路功率元件和滤波元件的参数；详细介绍了控制电路的四个基本模块，信号处理电路、模拟控制电路、驱动电路和保护电路，设计了控制电路的原理图。通过理论计算，确定了模拟PI控制的参数。以MATLAB/Simulink仿真环境为平台，搭建了Buck模式下的闭环控制系统，通过时域和频域分析，仿真验证了PI控制参数的合理性。实验室条件下，通过Buck模式和Boost模式的切换，模拟了动力电池化成系统的充放电过程。分析了开关管驱动电压、漏极电压、电感电流、输出电压等波形和实验数据，验证了电路设计的合理性和双向变换器作为能量枢纽的可行性。

动力电池高效节能化成系统研究

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