文档介绍：A dissertation submitted to
Tongji University in conformity with the requirements for
the degree of Master of Philosophy
Research on Electric Vehicle Lithium-ion
Power Battery Pack Equalization Methods
Candidate: Wang Daizhuang
Student Number: 1133047
School/Department: School of Automotive studies
Discipline: Mechanical Engineering
Major: Automotive Engineering
Supervisor: Prof. Sun Zechang
Vice Supervisor: Prof. Dai Haifeng
March, 2014
万方数据
电
动
汽
车
锂
离
子
动
力
电
池
组
均
衡
方
法
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壮
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济
大
学
万方数据
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同济大学硕士学位论文摘要
摘要
电动汽车是未来交通的一种长远解决方案,而动力电池技术是限制电动汽车
发展的技术瓶颈之一。虽然电池成组技术较好的解决了单体电池容量、电压及功
率不能满足整车需求的问题,但随之带来了电池组内单体的容量、内阻、电压的
不一致性问题。
动力电池成组后的单体不一致性问题,会影响整个电池组的性能、寿命及安
全。电池组均衡技术是改善单体电池不一致性问题行之有效的办法之一。电池组
均衡技术主要包括被动均衡和主动均衡,前者为能量耗散型均衡,而后者为非能
量耗散型均衡。被动均衡一般通过电阻放电的方式实现,而主动均衡则包括了电
容均衡、变压器均衡、电感均衡及 DC-DC 均衡等具体实现方式。
本课题来源于国家 02 重大科技专项子课题,针对锂离子动力电池的均衡方
法进行研究。论文首先分析了单体电池不一致性问题的成因以及目前的各种电池
组均衡方法的工作原理,并通过 Simulink 和 PSpice 进行均衡电路和均衡控制策
略的联合仿真。研究表明,集中式电感均衡和 DC-DC 均衡,效率高、均衡速度
快、体积小、易于集成化,是比较理想的电池组均衡方法。
其次,本文创新地提出了一种双电感 DC-DC 变换电路。该电路省去了隔离
变压器,通过两组开关组 A、B 的顺序导通/关断来实现电池组内单体间的电位
隔离。均衡过程分为四步:第一步,导通开关组 A,放电电池给电感 L1 充电;
第二步,关断开关组 A,电感 L1 上的电流通过缓冲电容 C 续流;第三步,导通
开关组 B,电感 L1 和缓冲电容 C 上能量转移给电感 L2;第四步,关断开关组 B,
电感 L2 的电流不能突变,产生自感电动势给充电电池充电。进一步的,在仿真
分析电路参数对电路设计的影响的基础上,给出了电路参数的标准化设计流程。
再次,将所提出的双电感 DC-DC 变换电路应用到单体到模块的均衡方案中,