鋰離子電池化成控制系統(tǒng)設(shè)計與研究.pdf

1、鋰離子電池化成即對其進(jìn)行多次充放電，以形成電池的充放電性能和容量，這是鋰離子電池生產(chǎn)過程中的重要工序。化成系統(tǒng)是對鋰電池成批、分別獨(dú)立的恒流恒壓充電和恒流放電，并對每個電池的化成過程進(jìn)行控制和管理。因此，化成過程是一個復(fù)雜的工藝過程。目前國內(nèi)化成大多數(shù)采用傳統(tǒng)的化成裝置，存在功率因數(shù)低、效率不高等；其在化成過程中的放電電能通過電阻放電方式消耗，從而造成能量的浪費(fèi)。
　　本文在分析鋰離子電池化成設(shè)備應(yīng)用和研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，指出了傳統(tǒng)

2、系統(tǒng)存在的問題，提出了以DSP為核心的化成系統(tǒng)控制方案。主要內(nèi)容有基于DSP處理器控制器設(shè)計，單相PWM整流器、雙向DC/DC變換器設(shè)計及控制算法設(shè)計等。
　　針對化成設(shè)備功率因數(shù)低，能量浪費(fèi)的問題，設(shè)計了單相電壓型PWM整流器，以提高其功率因數(shù)和實(shí)現(xiàn)能量回饋。采用雙極性PWM調(diào)制方法，建立其數(shù)學(xué)模型。提出了一種基于旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換的前饋解耦和負(fù)載電流前饋補(bǔ)償?shù)男滦蚉WM控制算法。并用MATLAB/Simulink進(jìn)行了仿真分析，結(jié)果

3、表明其能工作在整流和逆變兩個狀態(tài)，且性能穩(wěn)定，抗擾能力強(qiáng)，能在近單位功率因數(shù)下運(yùn)行，驗(yàn)證了控制策略的正確性和可行性。
　　其次給出了雙向DC/DC變換器電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，設(shè)計了雙向DC/DC變換器的硬件電路和參數(shù)。詳細(xì)分析了其在充、放電兩種工作狀態(tài)下的四個工作模態(tài)，并設(shè)計了變換器的充放電控制算法。
　　最后，設(shè)計了DSP系統(tǒng)的控制軟件。利用半實(shí)物仿真平臺搭建了實(shí)驗(yàn)電路，得出了相關(guān)實(shí)驗(yàn)波形。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文設(shè)計的軟硬件方案可以較