电动汽车充电电源并联均流技术

电动汽车充电电源目前主要是采用多个充电电源并联供电方式实现大功率输出。这里以电流控制模式的充电电源模块为研究对象,研究了电流控制模式的充电电源自动实现多模块并联均流的原理,并在LTC3722-1集成控制器仿真建模基础上实现了电流内环控制电压外环,指出了电动汽车充电电源采用电流控制模式实现多模块并联均流的优点及其可行性。     

锂电池的开关电源式智能管理系统设计

设计了基于开关模式电源的锂离子／锂聚合物智能管理系统,系统恒流恒压充电方式,通过使用开关模式的电源来提供电池充电所需要的电压和电流,并且应用单片机和一系列周边电路来实现充放电的控制和对电池的保护功能,利用开关电源,可以很有效地减少大容量电池充电系统的功率损耗,从而大大降低整个系统的发热量,实验结果表明,该系统具有此较好的效果。     

组合混联式充电电源及其功率均分策略研究

为适应大容量和模块化充电电源发展的需求,提出一种基于串并混联结构的充电电源,它由4个改进的移相全桥电路模块构成。该充电电源采用先恒流后恒压的两段式充电方法,控制器则采用电流环和电压环并联切换的结构,同时引入一种外环控制加平均电流的功率均分策略,并根据频域分析法设计了均流和均压控制器。最后,设计了一套2并2串的实验样机。实验结果表明,采用该充电电路拓扑和控制策略,输出电流和电压的不均衡度均小于5%,很好地验证了分析及设计的正确性。     

具有TMPPT功能的太阳能光伏充电系统研究

针对太阳能电池组件输出特性曲线的非线性特点以及传统的直接与蓄电池并联充电方式的缺点,本文进行了太阳能电池组件的最大功率点跟踪控制研究,并提出了采用变步长电压扰动观察的跟踪控制策略.由于充电系统中的蓄电池组为易损设备,因此,本文结合蓄电池的充放电特性曲线以及太阳能电源的输出特性,对蓄电池组进行了优化管理研究.在此基础上,设计了基于单片机JK3和脉宽调制芯片TL494的太阳能光伏充电系统,采用电压电流双闭环控制,有效改善了系统的跟踪效果.最后,在太阳能电池阵列模拟器上进行了太阳能电池组件的最大功率点跟踪的实验验证.实验结果证明上述控制策略具有良好的跟踪效果,有效提高了系统充电效率.     

采用交错并联技术的电动三轮车光伏充电控制系统

利用太阳能对电动三轮车充电具有较大的应用价值。该文采用扰动观察法和交错并联技术,为电动三轮车设计一种Boost升压变换充电系统。对电动三轮车锂电池采用恒流–恒压充电方式。设计双相交错并联Boost升压电路及其充电算法,仿真表明设计的充电算法有较好的稳定性。对电动三轮车锂电池恒流充电阶段的扰动观察法算法进行仿真,表明在相同扰动步长下,交错并联Boost升压电路具有较低的光伏电池输出电流纹波及输出功率振荡。室内测试表明,在恒压限流充电算法下,设计的充电系统具有较好的输出特性。对光伏电动三轮车进行户外充电测试,表明在恒流充电阶段,光伏电池始终工作在30V左右的最大功率点电压处;在正常负载情况下,充电效率达到95%以上。     

大容量锂离子电池的并联性能评估与等价性分析

为研究大容量锂离子电池在并联方式制约下的性能估计和评价方法,首先,基于不同循环条件和不同电池参数差异条件的并联电池实验,分析了支路电流不平衡的起因和结果;选取简化的并联等效电路模型,详细分析了不同充电阶段的支路荷电状态(state of charge,SOC)累积特性,提出了并联电池电流不平衡的等效计算方法;建立了以并联电池交叉点前的平均电流、放电末端的电流极值和整体容量利用率等参数为基础的电池组综合性能评价指标;阐述了并联电池组和单体电池的等价范围,对延长并联电池使用寿命和成组筛选等应用提供了参考。     

基于直流供电的大功率高压链式STATCOM的换流链等效试验

±100 Mvar以上的大功率高压链式STATCOM必须进行换流链全功率试验,但是受制于大容量设备的要求,此类试验非常困难。传统的全功率试验是采用2套高压链式STATCOM装置对拖,成本很高,对场地和接入电网的要求严苛。通过全直流供电的方式,采用充电电源和补能电源构建了一种新型的试验平台,可以有效降低对接入电网的要求。在第1条换流链上采用恒电压控制,第2条换流链上采用恒电流控制。首先推导出传递函数,并根据Bode图设计了控制器及其参数。通过Simulink仿真及现场试验,验证了该方案的有效性,为解决高压大容量链式STATCOM的全功率试验提供了一种新的方法。     

含无线充电电动汽车的孤岛直流微电网运行模式研究

为改进电动汽车充电设施的供电方式,研究了无线充电电动汽车与光储直流微电网的融合,并重点研究充电功率发生变化时微电网的能量管理策略。分别建立光伏、储能、无线充电电动汽车能量传递的数学模型,推导各部分功率、端口电压电流等的关联性,基于此设计了相应的控制器。考虑充电功率需求以及储能电池状态信息,定义微电网运行的3种模式,并提出基于功率缺额判据的能量管理策略。最后搭建实验平台,验证系统的3种运行模式均可实现充电负荷的可靠供电。当充电功率发生变动时,所设计的能量管理策略可实现模式切换,维持母线电压稳定。     

多相并联LLC电压型谐振逆变电源控制与调节

目前,逆变电源的相移控制一般应用在单个逆变器中,而逆变电源容量的提高常采用多管并联或高频变压器并联的方式实现.提出了一种控制、调节逆变电源并提高其输出功率的新方法.该方法通过控制多个逆变器间的相移来有效控制和调节逆变电源的输出功率,同时通过多相并联电感一电感一电容(LLC)电压型谐振逆变器来提高逆变电源输出功率.推导出了不同相移控制下各相逆变器输出电流、输出有功功率及负载电流和电源效率的计算公式,并对不同相移时逆变器输出有功功率、无功功率和负载功率进行了仿真分析,同时设计了两相并联相移控制LLC电压型谐振逆变电源实验样机,进行了实验验证.仿真和实验结果表明,所提出的新方法能有效控制和调节逆变电源的输出功率,提高电源容量,简化功率调节过程,降低开关损耗,从而提高系统效率.     

一种输入低压大电流/输出高电压高频组合式直流变换器

针对飞机航空电源高可靠性和高功率密度的要求,提出并采用了一种输入低压大电流/输出高电压的组合式变换器.该组合式变换器以双管正激变换器为基本构成单元,输入端同时采用电路模块并联和功率开关管并联方式来提高输入导电电流能力,输出端采用电路串联的方式来提高输出电压能力.由于采用交错并联(interleaving)控制技术、以及利用功率MOSFET导通电阻的正温度系数特性,组合式变换器除具有双管正激变换器的内部桥臂抗直通能力强的优点外,还具有所有功率开关管自然均流、输入输出电压增益高、输出端二极管电压应力低、以及输入和输出滤波器体积小重量轻等特点.本文对该组合式变换器拓扑进行了详细的分析和仿真,并应用于某型号航空电源.     

基于CAN总线的模块化独立光伏发电控制系统

为满足光伏发电系统中大容量蓄电池和蓄电池组对充电质量和可靠性的要求,设计了一种基于控制器局域网CAN总线的模块化光伏发电控制系统。该系统由管理模块和一系列充电模块组成,所有的模块通过CAN总线互连。充电模块的个数可根据蓄电池的容量增减,管理模块控制充电模块进行充电。在系统的充电控制策略中嵌入了PI调节算法,管理模块实时调整充电模块PWM充电占空比,降低了充电过程中电压跳变对蓄电池的冲击,有利于保护蓄电池。     

锂离子动力电池无损充电机

锂离子动力电池无损充电机采用整体串联恒流、单体并联恒压的充电方法,对锂离子动力电池实现无损充电,无损的含意有两层,一是充电效率接近100%,充电功率基本无损耗;二是充、放电完全依据电池的特性曲线,电池本身在充、放电过程中完全无损害.该无损充电机免除电池管理系统,仅由简单的电路实现电池系统、充电系统、放电系统和维护管理系...     

一种CC/CV平滑切换的宽输出电压充电电路

目前多种动力蓄电池凭借着能量密度高、续航里程长和可循环使用等优势,在新能源汽车领域得到了广泛应用。针对当前以谐振电路为基础构建复合变换器应用于蓄电池充电存在输出电压范围、模式间切换、效率等不同问题,提出了一种四开关Buck-Boost与电容钳位LLC级联复用式变换器作为充电电路。该电路增益曲线的容性区和感性区均可工作,宽调频范围的容性区具有恒流特性,感性区的最佳谐振点具有恒压特性,利于实现蓄电池恒流恒压充电控制。频率与占空比的解耦控制拓宽了变换器的输出电压范围,且负载阻抗连续变化下电压增益连续,利于实现蓄电池恒流恒压平滑切换及满足不同电池充电控制方案,宽增益下的宽调控范围可减少输出纹波。拥有桥臂间移相软开关、复用桥臂增强软开关能力和降低通态电流、变压器低磁链及最终移动于最佳谐振点工作等电路特性,利于实现电能高效传输。仿真与实验结果验证了充电电路全程满足ZVS、ZCS的恒流恒压控制及充电模式间平滑切换特性。     

基于ARM的均衡充电控制系统

全电战车要求在作战中具有反应迅速、高灵活性的特点.基于全电战车要求提出了对全电战车进行电池更换的快速配电方案.充电锂电池均衡充电模块化的设计使快速换电成为可能.反激式变换器均衡充电适合模块化设计,因此提出了基于ARM对反激式变换器均衡充电的控制.并且采用了外部充电电源进行均衡充电的策略,这种均衡策略利于模块化设计,符合快速换电的需求.在均衡充电过程中,通过采集充电电流和电池电压,利用安时法计算出电池的荷电状态(SOC),来调节驱动脉冲波形PWM的占空比,从而实现变速均衡充电.研究表明该方法可以更好的实现对锂电池的均衡充电和保护控制.     

电动汽车电池模块设计

动力电池通过不同形式的串联、并联组成电池模组,若干电池模组与电池管理系统等组成的电池系统为电动汽车提供动力。本文对不同规格的锂离子电池模组设计进行介绍,分析其优缺点,提供一些设计中可供参考的信息。     

固定型VRLA电池并联充电研究

对不同荷电态的固定型VRLA电池进行了并联充电过程的观察研究。结果表明,流经各个电池的电流是按照电池荷电态的不同自动调节的。在充电过程中,原来荷电态较高的电池充电电流由小逐步增大;原来荷电态较低的电池充电电流由大逐步减小,最终各个电池的充电电流趋于一致。试验同时还证实了恒电压并联充电可以改善蓄电池的均匀性,有利于延长蓄电池组的使用寿命。     

蓄电池在线充电控制电路的设计与分析

用太阳光伏电池直接对蓄电池充电,需根据蓄电池电压在线改变均充、浮充状态.通过器件的特殊设计,给出结构简单的控制电路,并进行计算和仿真验证,证明完全符合设计要求.此方法也可用于风力发电的蓄电池充电控制.     

基于超级电容的全钒液流电池组均衡方法

储能是提高电网对间歇性可再生能源发电接纳能力的有效技术,电池储能因其独特的性能已成为优先发展方向之一。全钒液流电池作为新型储能电池,目前得到了广泛应用。全钒液流电池串并联构成大容量储能系统时,由于电池的不一致性,在充放电过程出现过充过放影响全钒液流电池的寿命。利用超级电容作为能量载体,研究两个全钒液流电池的均衡。为提高均衡速度,分析超级电容、全钒液流电池、切换频率等参数,通过仿真对比不同参数情况下均衡速度,得出影响均衡速度因素,为全钒液流电池应用奠定了基础。     

考虑多维性能衰减的储能电池系统运行可靠性评估方法

储能电池系统的发展是推进“双碳”目标的关键所在，伴随而来的却是储能电站的安全隐患，亟需对储能电池系统的可靠性进行准确评估。为此，提出考虑多维性能衰减的储能电池运行可靠性评估方法。首先，提出了基于高斯过程的储能电池性能衰减过程电压特征量分布计算方法，计算充放电循环过程中电压特征量的概率分布，为刻画电池性能衰减提供了重要维度。然后，提出了基于多维通用生成函数的储能电池系统运行可靠性评估方法，通过电压特征量和容量的概率分布计算储能电池单体的可靠性。进而定义可考虑储能电池拓扑连接情况的串并联关系函数，计算储能电池系统整体的可靠性。最后，基于NASA储能电池数据的算例仿真表明所提方法能够实现储能电池系统可靠性的精准评估。     

单管逆变器并联的电动汽车无线充电变换器

目前单管逆变无线电能传输电路由于结构的特殊性无法进行直接并联实现千瓦级别输出。针对此问题,在不需要特殊磁耦合器的情况下,提出了一种用于单管逆变器的双重并联结构。所提恒压补偿网络通过引入辅助谐振LC使得逆变器可正常运行,实现单线圈并联;应用增流LC网络,将电压源并联转换为电流源并联,增加电流输入能力的同时,使输出电压具有更高的自由度。为验证所提拓扑的可行性且模拟为电动汽车144 V电池包充电,设计了一台输出164 V/1.3 kW的实验样机,最大效率可达90.2%。