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1、 硕硕 士士 学学 位位 论论 文文 作者姓名作者姓名 那欣 指导教师指导教师 杨玉岗 教授 申请学位申请学位 工学硕士 学科专业学科专业 电机与电器 研究方向研究方向 智能化电机与电器 分类号 TM912 学校代码 10147 UDC 621.3 密 级 公开 辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 电动汽车车载充电机均衡充电方法的研究电动汽车车载充电机均衡充电方法的研究 Research on equalizing charge method of on-board charger for Electric Vehicles 致致 谢谢 时光荏苒，白驹过隙，两年半研究生生涯一晃而过。在这段激情燃
2、烧的岁月里，我感触良多、获益匪浅。临毕业之际，心里实在割舍不下辽工大这座见证我奋斗历程的可爱校园，更舍不得朝夕相处的老师和同学。 首先， 衷心感谢恩师杨玉岗教授对我的谆谆教诲和悉心关怀。恩师敏锐的思维、严谨的治学态度、渊博的学识、一丝不苟的作风、诚挚谦虚的品格和宽厚善良的处世方式，是我一生的宝贵精神财富。与其说我从恩师那里学会了怎样做好学问，不如说我从恩师那里领略了真正的学术精神。在生活上杨老师也给予了我无微不至的照顾。在论文完成之际，我深深的向杨老师表示最衷心的感谢。 感谢同实验室的李洪珠老师、刘春喜老师、韩占岭老师为我创造了良好的科研环境。感谢我所在团队中的每一位同学。他们用团结和真诚创造
3、了一个轻松与充满爱的氛围，给我原本单调的研究生生活增添了亮丽的色彩。特别感谢王长华、陈正一、于宝青、冯本成、李娜、王蕊、李涛、吴建鸿、李海光等同学在我的研究中提出的中肯意见和在数值计算过程中的大力协助。作为如此优秀团队中的一员，我荣幸之至！ 感谢多年来始终关心、帮助和支持我的父母，衷心感谢家人对我的精神支持和物质帮助。他们无私的爱永远激励我在今后的工作和学习中不断进取。感谢我妻子田溪岩对我研究生期间工作的理解、关心、支持和奉献，陪伴我一起克服了研究过程中遇到的各种困难和挫折，顺利完成硕士学业，迈向新的起点。 感谢参加论文评审和答辩的各位专家和老师对论文提出的宝贵的修改意见。 - I - 摘摘
4、要要 为研究有效的均衡策略，延长电池组的使用寿命，在动力电池组的充电过程中使电量均衡化，保证电池组的使用安全，并满足多组不同规格电池充电的需要，本文用数值模拟的方法设计了一种均衡充电方案。 首先，通过实验数据获得电池荷电状态同电动势的关系曲线，并针对电池荷电状态与电动势的关系，拟合出充电曲线的 SOC-U 多项式。然后，将得到的拟合多项式应用于 Matlab 嵌入函数，建立一种新的电池模型。通过对电池单体模型仿真得到充电曲线，验证了充电模型能正确反映电动势、电流的变化。最后，选用单端同轴多副边绕组反激变换器作为基础拓扑结构，模拟外接电源供电和电池组自供电的两种充电过程，得到了不一致性收敛的均衡
5、充电效果。经过对仿真结果的分析，证明了此方案的可行性。 数值模拟技术在均衡充电技术研究中具有模拟真实过程、调节方法简便、运算速度快的优势，因此，本文采用数值模拟的方法对均衡充电进行研究。 关键词：均衡充电方法；反激变换器；电池模型；数值模拟 Abstract In order to study the effective equilibrium strategy, prolong the service life of the batteries group, equalize the quantity of electricity during the charging process, e
6、nsure the safety of batteries, and meet the charging needs of various specifications of batteries, this paper introduces a kind of equalization scheme with the method of numerical simulation. At first, the author obtained the curve of relationship between SOC and the electromotive force of battery t
7、hrough the experiment data, and fits out of charging curve of SOC-U polynomial. Then the author builds a new model of battery through put the SOC-U polynomial into the Matlab-Embedded-Function. At last, the author uses Single end coaxial multiple windings fly-back converter as basic charging topolog
8、y to simulate the charging process of the model of external-power-supplied charging and the process of the model of self-powered charging, and gets the equalizing charge effect of convergence from dissimilarity. He proves the feasibility of this scheme by analyzing the simulation results. The techni
9、que of numerical simulation has the advantages that it can simulate the real process and has a easier method of adjusting and faster operation speed. Consequently, the paper runs the research of equalizing charging method with the method of numerical simulation. Key Words：equalizing charge method; f
10、ly-back converter; battery model; numerical simulation 目目 录录 摘 要 .I Abstract. II 1. 绪论 . 1 1.1 电动汽车的发展状况.1 1.2 车载充电机均衡充电技术概论 .4 1.2.1 车载充电机均衡充电技术的发展历史及研究现状. 4 1.2.2 车载充电机均衡充电关键性技术. 8 1.3 均衡充电方法中应用的数值模拟技术.9 1.3.1 数值模拟方法的优点. 9 1.3.2 数值模拟方法在电池工作过程中的应用. 9 1.3.3 采用数值模拟方法研究均衡充电的研究现状 . 10 1.4 本文的研究目的和意义 .11 1.5 本文的研究内容 .11 2. 充电主回路设计. 12 2.1 常用的 DC/DC 变换器拓扑结构 .12 2.1.1 非隔离式变换器拓扑结构 . 12 2.1.2 隔离式变换器拓扑结构. 13 2.2 变换器结构分析与选择 .15 3. 锂离子电池仿真模型的建立 . 17 3.1 动力电池分类及特性.17 3.1.1 铅酸蓄电池. 17 3.1.2 镉镍蓄电池. 18 3.1.3 镍氢蓄电池. 20 3.1.4 锂离子电池. 21 3.2 锂离子电池模型设计时需要考虑的因素 .23 3.3 电压与电池荷电状态（SOC）的关系 .
