鋰離子電池化成控制系統(tǒng)設計與研究.pdf

1、鋰離子電池化成即對其進行多次充放電，以形成電池的充放電性能和容量，這是鋰離子電池生產過程中的重要工序?；上到y(tǒng)是對鋰電池成批、分別獨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行控制和管理。因此，化成過程是一個復雜的工藝過程。目前國內化成大多數(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。
　　本文在分析鋰離子電池化成設備應用和研究現(xiàn)狀的基礎上，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。主要內容有基于DSP處理器控制器設計，單相PWM整流器、雙向DC/DC變換器設計及控制算法設計等。
　　針對化成設備功率因數(shù)低，能量浪費的問題，設計了單相電壓型PWM整流器，以提高其功率因數(shù)和實現(xiàn)能量回饋。采用雙極性PWM調制方法，建立其數(shù)學模型。提出了一種基于旋轉坐標變換的前饋解耦和負載電流前饋補償?shù)男滦蚉WM控制算法。并用MATLAB/Simulink進行了仿真分析，結果

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，能在近單位功率因數(shù)下運行，驗證了控制策略的正確性和可行性。
　　其次給出了雙向DC/DC變換器電路拓撲結構，設計了雙向DC/DC變換器的硬件電路和參數(shù)。詳細分析了其在充、放電兩種工作狀態(tài)下的四個工作模態(tài)，并設計了變換器的充放電控制算法。
　　最后，設計了DSP系統(tǒng)的控制軟件。利用半實物仿真平臺搭建了實驗電路，得出了相關實驗波形。實驗結果表明，本文設計的軟硬件方案可以較