文 献 综 述
摘要：锂离子电池被广泛应用于移动设备、电动汽车、储能系统等多个领域，而且通常需要串联使用以满足不同应用场合的电压等级。在电池组充放电过程中，为了减少因单体电池间的电量不一致而引起的电池组整体性能衰减问题，本课题设计了一种基于双向反激电路拓扑的均衡主电路，并对串联电池组电量不均衡形成机理进行深入研究，建立Matlab/Simulink模型分析电池模块电量不均衡对电池组功率和容量性能的影响，设计均衡硬件电路并设计制作电路板，完成功能验证与调试。本文将综合相关知识成果，对该课题进行论述。
关键字：均衡电路拓扑；均衡策略；电池均衡；Matlab/Simulink；双向反激电路
1引言
近几年，能源的过度消耗和环境的严重污染，唤醒了人们节能环保的意识。具有节能环保的电动汽车进入了人们的视野，也受到了大力的推广，电池技术一直是电动汽车的核心技术[1]。现如今发展比较成熟的电池主要有铅酸电池、全钒液流电池、锂电池和钠硫电池等。其中，由于锂动力电池具有高能量密度、低自放电率、循环寿命长等优点，国内外越来越多的汽车厂家选择锂离子电池作为电动汽车的动力电池[2]。由于锂电池的单体电压比较低，为了克服这一点，大多数电池储能系统有串联和并联的多个模块，每个模块由多个串联单元组成[3]。单体电池之间制作工艺的不同导致电池的化学和电气特性存在一定差异[4]，当电池在频繁的充放电过程中这种差异个别电池因过充或过放而损伤，导致整个电池组快速损坏，电池组整体性能衰减，寿命变短。因此，为了充分利用电池储能系统的容量，需要模块平衡策略[5]。本课题要求对串联电池组电量不均衡形成机理进行深入研究建立Matlab/Simulink模型分析电池模块电量不均衡对电池组功率和容量性能的影响，设计均衡硬件电路并绘制PCB，完成功能验证与调试。
2 研究电池均衡的影响意义
在化石资源过度消耗的今天，新能源得到了极大地发展和推广。对于电池组内的每个个体电池来说，电池的各个参数存在大小不同的差异，随着电池充电次数增多，这种差异会越来越大，导致电池组中各单体电池的衰减速度不一致，而串联电池组的容量由组内最低的单体电池容量决定［6］。造成这种差异的主要原因有[7-8]:①电池制作过程中,由于工艺等原因,同批次电池的容量、内阻等存在差异;②电池自放电率的不同,长时间的积累,造成电池容量的差异;③电池使用过程中,使用环境如温度、电路板的差异,导致电池容量的不平衡。所以一旦有某个电池出现深度放电，整个电池组就必须停止工作。同样，一旦有某个电池出现过度充电，充电过程也要立即停止，最终导致电池组的使用寿命急剧缩短。均衡技术可以使电池之间保持SOC的均衡，有效消除或者避免因“短板效应”拉低电池容量的情况，提高电池组的整体寿命。因此，研究电池均衡技术是顺应时代的潮流，也是节能环保下的要求。
3 国内外研究现状
国内外对电池均衡的研究有很多，取得的成果是显著的。总的来说主要从两个方向进展：
第一个方向是电路拓扑。其中有对DC-DC变换器进行改进，如文献[9]在buck-boost电路的基础上进行了优化，改变了其均衡子电路，减少电荷转移步数，加快了均衡速度，提高了均衡效率。也有利用基于储能型元件进行均衡的，早期的研究如文献[10]介绍了一种动力电池组的三端口双向均衡电路该电路采用具有中心抽头绕组的电磁元作件为能量传递元件，实现3个电池串联构成的电池组间任意两个单体的直接双向能量传递。最新的研究如文献[11]提出了基于LC串联电路的均衡电路，在零电流开关条件下进行电路的开关，能够降低功耗以及电磁干扰，与常规均衡电路相比能够实现快速均衡且效率高。
以上是毕业论文文献综述，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
