【摘 要】
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电动汽车在实际使用过程中,需要将多个单体电池进行串并联,才可以满足动力需求。但是单体电池在出厂之前会存在不一致性问题,并且这种不一致性问题会随着电池组的反复使用逐渐严重,降低了串联电池组的实际使用容量,甚至会引起电池组燃烧、爆炸。因此,为了有效地解决串联电池组中单体电池之间的不一致性问题,电池均衡技术已经被广泛应用于串联电池组中。本文首先介绍了电池均衡电路的研究现状,分析了其工作原理,以电动汽车的
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电动汽车在实际使用过程中,需要将多个单体电池进行串并联,才可以满足动力需求。但是单体电池在出厂之前会存在不一致性问题,并且这种不一致性问题会随着电池组的反复使用逐渐严重,降低了串联电池组的实际使用容量,甚至会引起电池组燃烧、爆炸。因此,为了有效地解决串联电池组中单体电池之间的不一致性问题,电池均衡技术已经被广泛应用于串联电池组中。本文首先介绍了电池均衡电路的研究现状,分析了其工作原理,以电动汽车的动力电池组为研究对象,以提高buck-boost电池均衡电路的均衡速度为目标,在buckboost电池均衡电路中加入多层技术和准谐振技术,设计了一种基于buck-boost的多层准谐振电池均衡电路,该均衡电路增加了能量传输路径,提高了均衡速度,并且没有因为增加均衡路径,造成额外的导通损耗。考虑到在实际电动汽车应用中,电池均衡电路在体积和成本方面的缺陷,本文在所设计的均衡电路基础上进行了一种模块化均衡电路研究。利用图论分析法对不同数量的单体电池构成的小模块的模块化均衡电路进行了均衡效率、均衡速度和使用元器件数量分析,最终确定了12个单体电池构成的小模块的模块化均衡电路适用于电动汽车的串联电池组。最后搭建了本文所设计的均衡电路以及对比均衡电路的仿真模型和实验平台。实验和仿真结果均表明,本文所设计的电池均衡电路在均衡速度方面有优势,将多层技术和准谐振技术应用到buck-boost均衡电路中可以提高均衡速度,降低成本。搭建了模块化均衡电路仿真模型,验证了模块化均衡电路研究所得出的结论。
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