能量回馈型的锂电池检测控制装置的研究与设计
当前我国经济发展正在面临环境污染的严重挑战,人们本能性的开始关注能源利用的高效化、清洁化,提出了可持续发展的战略目标。受国家战略的影响,电动汽车行业赢得了千载难逢的机会,从而推动了锂电池行业的高速发展,锂电池是电动汽车的能量来源,是电动汽车不可或缺的核心部件,电池性能的好坏将直接决定电动汽车的使用寿命、续航能力以及用户体验感。如何将锂电池在出厂前进行检测、区分,是锂电池生产过程中必不可少的环节,锂电池检测控制装置就是主要承担这项工作,完成电池出厂前的化成和分容工艺。本论文是在《可回收电池电量电压转换转换装置开发》项...
当前我国经济发展正在面临环境污染的严重挑战,人们本能性的开始关注能源利用的高效化、清洁化,提出了可持续发展的战略目标。受国家战略的影响,电动汽车行业赢得了千载难逢的机会,从而推动了锂电池行业的高速发展,锂电池是电动汽车的能量来源,是电动汽车不可或缺的核心部件,电池性能的好坏将直接决定电动汽车的使用寿命、续航能力以及用户体验感。如何将锂电池在出厂前进行检测、区分,是锂电池生产过程中必不可少的环节,锂电池检测控制装置就是主要承担这项工作,完成电池出厂前的化成和分容工艺。本论文是在《可回收电池电量电压转换转换装置开发》项目的支撑下完成,主要工作为以下几个方面:
  首先,实现能量在电网和电池中的双向流动,电池化成即首次对电池进行充放电的过程,当前市场中主导产品依然是单向的能量流动模式,充电时电网能量通过化成装置转移到电池中,放电时电池能量通过电阻耗散的方式转移到空气中,能源利用率较低,和当今世界节能减排的目标背道相驰。本设计基于STM32F334芯片提出一种双向能量转换模式,具有高效率、低价格的突出优势,符合时代的主流。
  其次,将模糊PI控制应用在锂电池检测装置中,传统的锂电池检测装置主要是基于PI控制的方式进行,PI控制是一种经典的环路补偿方式,能够满足电力电子、控制领域的绝大多数控制系统,但是PI控制仅仅是建立在高度精确的数学模型的基础上,数学模型的高度精确化对电池这种控制对象来说绝非易事,电池的分布参数在电池化成过程中逐渐变化,需要一种能够自适应其变化的控制策略加以平衡,实现对电池的高精度、高稳定性控制。
  最后,实现线性电源到开关电源的转换,因为电池行业对化成的精度要求较高,目前传统的锂电池检测装置都是采用线性电源的方式,线性电源的噪声非常低,相对而言实现起来也比较简单,但是线性电源最致命的特点就是转换效率低,这种牺牲效率获取精度的模式显然不是最明智的选择。线性电源开关化,是锂电池检测装置的大势所趋,通过控制策略、参数的计算,实现能量回馈式锂电池化成装置的0.05%精度控制,在能量利用率方面,与传统的锂电池检测装置比较,在效率曲线最高点的测试条件下,能量回馈式锂电池检测装置的节能率高达70%。
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作者: 李科科
学科专业: 仪器科学与技术
授予学位: 硕士
学位授予单位: 广东工业大学
导师姓名: 陈健
学位年度: 2017
语 种: chi
分类号: TP273.4 TM911.14
在线出版日期: 2018年3月21日