雙向DC-DC變換器及電池能量管理系統(tǒng)研究.pdf

1、當(dāng)前新能源處于快速開發(fā)的時期,在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中引入大容量的儲能系統(tǒng)可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,采用AC/DC+DC/DC變換器的雙級式電池儲能系統(tǒng)已經(jīng)得到廣泛地應(yīng)用。本文以兩級結(jié)構(gòu)能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(PCS)中雙向DC/DC變換器作為研究對象,對其工作原理、數(shù)學(xué)模型、控制器設(shè)計和電池荷電狀態(tài)(SOC)檢測技術(shù)做了深入的分析和研究。
　　給出了雙向DC/DC變換器的拓?fù)?介紹了變換器的工作原理,并使用狀態(tài)空間平均法推導(dǎo)了雙向DC/DC變換器的

2、小信號模型。
　　針對兩級結(jié)構(gòu)的PCS中雙向DC/DC變換器負(fù)責(zé)電池充放電管理的要求,通過電流閉環(huán)實(shí)現(xiàn)了恒流充放電模式,通過電壓與電流雙閉環(huán)控制實(shí)現(xiàn)恒壓充電模式,采用頻域的方法設(shè)計了相應(yīng)的PI控制器參數(shù),并使用Matlab搭建電路級的仿真模型來驗(yàn)證控制器參數(shù)設(shè)計的合理性。
　　為了便于能量管理與電池的充放電控制,采用安時法結(jié)合開路電壓法的方法來檢測電池的SOC:通過實(shí)驗(yàn)檢測出開路電壓對應(yīng)荷電狀態(tài)(OCV-SOC)的曲線,利用

3、該曲線計算電池的初始SOC,分析了影響SOC檢測的因素,在安時法實(shí)時計算SOC的過程中,利用Peukert方程完成了對充放電倍率因素的修正。
　　研制了雙向DC/DC變換器實(shí)驗(yàn)平臺,給出了主電路器件的選型、參數(shù)的計算和驅(qū)動電路的設(shè)計。利用TMS320LF28335數(shù)字信號處理器(DSP)與上位機(jī)實(shí)現(xiàn)了電池的充放電管理,分別使用C語言與VB語言編寫DSP控制程序和上位機(jī)程序,DSP與上位機(jī)通過串口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
　　在雙向DC