蓄電池模擬電源系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著越來(lái)越多的移動(dòng)便攜設(shè)備進(jìn)入人們的日常生活,蓄電池作為一種特殊的電源也得到了廣泛的應(yīng)用,尤其是鋰電池,它具有功率密度高、自放電率低以及沒(méi)有記憶性等優(yōu)點(diǎn)。但是任何一種設(shè)備在出廠前都要經(jīng)過(guò)一系列的測(cè)試,以確定其是否能夠滿足人們的需求,在使用蓄電池設(shè)備的測(cè)試中,用真實(shí)的蓄電池進(jìn)行測(cè)試的話,存在測(cè)試不連續(xù)、測(cè)試周期長(zhǎng)以及測(cè)試成本高的缺點(diǎn),而且用于測(cè)試的蓄電池一旦廢棄,會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生很大的影響。目前大部分測(cè)試都是用直流電壓源來(lái)代替真實(shí)的蓄電池,由

2、于蓄電池的輸出呈現(xiàn)出高度的非線性,所以這種測(cè)試不能得到非常確切的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。本文提出了一種基于晶閘管整流器的蓄電池模擬電源,用兩組反并聯(lián)的晶閘管整流橋構(gòu)成模擬電源的主電路,可以很好的模擬蓄電池的輸出特性,從而在一些測(cè)試中能夠代替真實(shí)的蓄電池,避免傳統(tǒng)測(cè)試的一些弊端。
　　本文首先對(duì)蓄電池的特性以及一些重要的參數(shù)進(jìn)行了闡述,同時(shí)對(duì)蓄電池充電和放電的過(guò)程進(jìn)行了分析。由于蓄電池的輸出具有高度的非線性,影響因素很多,所以對(duì)蓄電池的建模比較困

3、難,到目前為止都沒(méi)有一個(gè)可以考慮到所有影響因素的高度精確的電池模型,本文對(duì)已有的蓄電池建模方法進(jìn)行歸納,在此基礎(chǔ)上，結(jié)合課題的實(shí)際需求,建立了適合于蓄電池模擬電源的Olivier Tremblay電池模型,并且與廠家提供的數(shù)據(jù)曲線進(jìn)行了對(duì)比,對(duì)模型的合理性進(jìn)行了驗(yàn)證。其次對(duì)采用PWM整流器加雙向直流變換器構(gòu)成的模擬電源與基于晶閘管整流器的模擬電源進(jìn)行了簡(jiǎn)單的對(duì)比,綜合考慮,選擇第二種作為本系統(tǒng)的主電路拓?fù)?。在MATLAB軟件中搭建了蓄電

4、池模擬電源的仿真模型,分別對(duì)恒流放電、恒流充電、帶純電阻負(fù)載工作、充放電交替進(jìn)行以及帶直流電機(jī)工作的情況進(jìn)行了仿真分析,得出了仿真結(jié)果,并且分析了模擬電源輸出與蓄電池模型輸出的電壓的誤差曲線,驗(yàn)證了本文所提出的蓄電池模擬電源能夠很好的對(duì)實(shí)際蓄電池的工作特性進(jìn)行模擬。對(duì)蓄電池模擬電源系統(tǒng)的硬件電路進(jìn)行了設(shè)計(jì),包括功率器件的選擇、緩沖電路和驅(qū)動(dòng)電路、信號(hào)采樣電路、電網(wǎng)電壓過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路以及一些其它的輔助電路的設(shè)計(jì),搭建了完整的模擬電源硬件平