学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于三单体直接均衡电路的储能电源组均衡控制系统

作　者: 席玲玲
导　师: 杨世彦
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 电气工程
关键词: 三单体直接均衡器 串联储能电源组 多层树状均衡系统 CAN总线
分类号: TM910
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 47次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


蓄电池及超级电容器在分布式发电、UPS、电动汽车等诸多领域有广泛的应用,并多以串联方式成组使用。在长期使用过程中各电源单体性能差异不可避免,造成小容量单体过充过放,导致电源组有效容量降低,循环使用寿命减少,安全性能降低。本文在分析现有均衡系统的原理及优缺点的基础上,针对动力电池组及超级电容器组,兼顾效率,速度,系统线路结构三方面的要求,进行了均衡电路、均衡系统结构及均衡系统控制的研究。研究了三单体直接均衡电路,它能实现三相邻单体之间任意两个间能量的直接双向传递。分析了三单体直接均衡电路的工作原理,进行了包括电磁元件参数计算的均衡电路的设计。以三单体直接均衡电路为基本均衡单元,构建了多层树状均衡系统结构,大多数能量传输线路集中于系统底层,线路结构简单。通过概率分析,将多层树状均衡系统与两单体直接交互式单层均衡系统的效率进行了对比。分析结果表明在均衡单体数量较多时,应用此多层树状均衡系统在均衡效率上有明显优势。针对多层树状均衡系统建立了控制系统方案。设计了以PIC单片机为控制核心的,包括电压采样电路、驱动电路及辅助电源在内的三单体直接均衡控制器;采用CAN总线技术实现系统中各均衡器协调动作,对系统CAN硬件接口及通讯协议进行了设计;各均衡器通过CAN总线将电压数据上传至上位机,形成良好的人机交互界面,构成均衡系统的监控实验平台。按自上而下逐级均衡的控制策略设计了系统控制软件。上级均衡器根据所辖下层单元失衡情况控制相应开关管的开通关断,待均衡完毕通过CAN总线对下级均衡器发送开始均衡的控制信号,下级均衡器开始均衡。依此类推,实现整个电源组的均衡。对三单体直接均衡电路的效率进行了实验测试,进行了基于三单体直接均衡器的多层树状均衡系统的仿真及实验,实验结果证明多层树状均衡系统具有较快的均衡速度及较高的均衡效率。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-18
  1.1 课题背景  9
  1.2 国内外在该方向的研究现状及分析  9-17
    1.2.1 开关电容网络均衡系统  10-11
    1.2.2 飞渡电容式均衡系统  11
    1.2.3 多输出绕组变压器集中式均衡系统  11-13
    1.2.4 Buck-Boost 变换器集中式均衡系统  13-14
    1.2.5 隔离式DC-DC 变换器分布式均衡系统  14-15
    1.2.6 非隔离式DC-DC 变换器分布式均衡系统  15-17
  1.3 本课题来源及主要研究内容  17-18
    1.3.1 课题来源  17
    1.3.2 主要研究内容  17-18
第2章 基于三单体直接均衡器的均衡系统  18-34
  2.1 三单体直接均衡器主电路  18-28
    2.1.1 三单体直接均衡电路拓扑  18-19
    2.1.2 三单体直接均衡电路工作原理分析  19-25
    2.1.3 三单体直接均衡电路参数设计  25-28
  2.2 串联储能电源组多层树状均衡系统  28-29
  2.3 多层树状均衡系统均衡效率分析  29-33
    2.3.1 三单体直接交互式多层树状系统均衡效率的概率计算  30-31
    2.3.2 两单体交互式单层系统均衡效率的概率计算  31-32
    2.3.3 两种均衡系统的比较  32-33
  2.4 本章小结  33-34
第3章 基于CAN 总线的均衡控制系统  34-47
  3.1 三单体直接均衡器控制电路  34-38
    3.1.1 电压采样电路  35
    3.1.2 控制核心  35-36
    3.1.3 辅助电源  36-37
    3.1.4 驱动电路  37-38
  3.2 串联储能电源组多层树状均衡系统控制  38-40
    3.2.1 PWM 输出控制  38-39
    3.2.2 滞环控制  39-40
    3.2.3 多层树状均衡系统控制策略  40
  3.3 均衡控制系统软件设计  40-43
    3.3.1 底层均衡器控制程序  41
    3.3.2 上层均衡器控制程序  41-42
    3.3.3 上位机控制程序  42-43
  3.4 CAN 通讯设计  43-46
    3.4.1 CAN 接口电路设计  44-45
    3.4.2 CAN 通讯协议设计  45-46
  3.5 本章小结  46-47
第4章 仿真和实验结果分析  47-53
  4.1 三单体直接均衡电路实验  47-50
    4.1.1 完全升降压工作模式  47-48
    4.1.2 完全反激工作模式  48-49
    4.1.3 均衡曲线  49-50
  4.2 多层树状均衡系统实验  50-52
  4.3 三单体直接均衡电路变换效率测试  52
  4.4 本章小结  52-53
结论  53-54
参考文献  54-58
攻读学位期间发表的学术论文  58-60
致谢  60

相似论文

  1. GJB1188A接口监测记录设备研制,V248.2
  2. 基于ARM9机车信号系统检测装置的设计与优化,U284.91
  3. 列车动态监控系统的研究,U284.48
  4. 基于感性负载的车身网络控制系统,U463.6
  5. 基于LIN总线的电动车窗控制方法研究,U463.6
  6. 适应多总线通讯模式的感应电动机矢量控制系统研究,TM346
  7. 高性能计算机I/O总线技术研究,TP336
  8. PCI-E总线高速数据采集回放模块研制,TP274.2
  9. PCI-E数字化仪研制,TP274.2
  10. 基于DSP的VXI总线通用接口板研制,TP274
  11. LXI 1553B总线通信模块设计,TP273
  12. PXI高性能数字I/O模块研制,TP274
  13. VXI总线运动单元测控模块研制,TP274
  14. 车身网络控制系统的主控制器设计,TP273
  15. PROFIBUS-DP典型应用系统研究,TP273
  16. 基于气体还原法的钢丝镀锌自动化生产线关键技术的研究,TQ153.15
  17. 多功能车辆总线控制器MVBC综合验证研究,TP273
  18. 基于CAN总线的拖拉机虚拟仪表系统研究,S219.02
  19. 面向服务的Web报表的研究与设计,TP393.09
  20. CAN总线技术在气象监测系统中的应用研究与实现,P409
  21. AWG在诱饵防护设备中的应用,TN97

中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 独立电源技术（直接发电） > 一般性问题
© 2012 www.xueweilunwen.com