开题报告1课件

1、硕士研究生学位论文开题报告电动汽车锂电池快速充电技术的研究报 告 人： 胥翼鹏专 业： 电气工程 方 向：电力电子与电力传动指导教师： 宋卫平报 告 内 容选题背景和意义研究现状与发展趋势研究内容简介难点分析论文进度安排化石能源的大量使用化石燃料日益紧缺大气环境每况愈下选题的背景电动汽车 没有排气管，实现了绿色环保零排放 (采用电池蓄能,由电动机产生驱动动力) 利用电网在夜间的富余电力进行能量补充利用依靠新能源发电技术建设的充电站,降低电力成本，减少燃烧化石燃料发电而造成的环境污染 选题的背景 电动汽车的研究和开发从上世纪 80 年代便已经开始，但至今未实现市场化，主要原因在于大规模充电时功率

2、因数较低，无功功率大，导致对电网污染严重，充电效率低，充电时间长。 因此，研究一种合理安全高效便捷的快速充电技术，是电动汽车普及前要解决的关键技术，而依靠快速充电技术发展起来的快速充电站必将会像加油站一样成为重要的配套服务设施。选题的背景 电池类型 优点 缺点 铅酸蓄电池原材料丰富、成本低、技术成熟比能量低、寿命短、质量重、污染环境 镍氢电池比能量较高、充电快速、寿命长 成本较高 锂电池比能量最高、性能最好、我国锂矿资源丰富大功率锂电池安全性能较差 超级电容 充放电寿命长、充电快速 能量密度低、根据目前研究现状不宜作为电力储能设备研究现状日本从1997年就着手研究电池管理系统(BMS),到目前

3、为止仍在继续,丰田、本田等汽车公司都把BMS作为技术开发的重点。美国己花了多年对各种类型电池的荷电状态进行基于模糊逻辑的预测。利用先进的控制技术, 实时的检测电池的电流值、电压值及温度,以便判断电池当前达到的充电程度，并自动切换充电的阶段。研究现状Tesla的技术核心就是电池控制系统，使用了6831节松下锂电池，其中69节电池被并联封装成一个电池砖;9个电池砖串联成一个电池片;11个电池片组成一个电池包，在每个电池包、每个电池片、每个电池砖的两端均设置有保险丝，一旦电池过热或者电流过大则立刻融断，断开输出。 并在每个电池片上及整个电池包上，设置有BMS(Battery Monitor Syst

4、em ),用以监控电池的电流、电压、温度、湿度、方位、烟雾等。此外，特斯拉在高速公路沿线均建设有超级充电站，使用快速的增压器直流充电技术，可在1小时内充满一辆85 kWh 版本的 Model S跑车。 我国单体锂电池发展状况良好，但成组之后，电池组性能与国际先进水平产生一定的差距，导致续航里程下降，使用寿命缩短。而在快速充电方面，只有深圳的比亚迪公司使用先进的充电技术能使续驶里程长达300 km，最高时速达140 km的E6先行者在专用的充电站15 min充满80%的容量。因此，像特斯拉一样在数据采集的可靠性、剩余电量的评估精度、热管理、均衡充放电控制等方面升级电池管理技术，是我国电动车电池及

5、快速充电技术未来的发展路径。 拟以120A/75V为输出的9kw电动汽车快速充电电源为研究对象，并根据磷酸铁锂电池的工作原理和特性，设计满足充电电源功率因数达95%、效率达92%且SOC估算精度小于2%的主电路拓扑结构。 研究内容采用有源功率因数校正技术来实现充电电源的高功率因数，减小对电网的污染，采用ZVZCS软开关技术,减小充电过程中高频开关电路的开关损耗，实现充电电源的高效率。 功率因数方面效率方面充电快速性方面根据电池联合模型，采用扩展卡尔曼滤波算法实现SOC准确估算，为BMS提供判断依据。研究内容研究内容图1 主电路结构框图 任务起止时间 任务内容 2014年9月-2014年12月

6、查阅课题相关的中英文文献，学习各电路拓扑结构原理并确定初步设计方案 2015年1月-2015年6月 通过对全桥变换电路改进后的拓扑结构以及脉冲快速充电的拓扑结构的研究，结合充电电源的具体要求，计算了主电路元器件的参数，设计了相关的硬件控制电路。 2015年7月-2015年12月 通过对卡尔曼滤波算法和电池数学模型的研究，设计了基于扩展卡尔曼滤波算法的锂电池状态估算策略。通过对快速充电的研究，设计了充电电源充电的主程序以及快速充电子程序。 2015年12月-2016年5月 通过Matlab对充电电源系统进行建模与仿真 ，并对数据处理方法以及数据处理模型进行应用测试、评价及完善，完成论文的撰写。论

7、文进度安排1王晓峰，张浩，彭勇，朱海英. 重庆市电动汽车产业发展 SWOT 分析J. 重庆交通大学学报，2010(2):16-18 2张金龙.动力电池组 SOC 估计及均衡控制方法研究D:博士学位论文.天津：天津大学电气与自动化工程学院,2011 3石新春,林志光,付超,基于移相控制的大功率并联软开关电源的研究J电力电子技术,2010,44(l):52一544陈仲,陈森,罗颖鹏,史良辰,滞后臂并联辅助网络的新型zvs全桥变换器J中国电机工程学报,2011,31(21):56一615鲁莽，周小兵，张维，国内外电动汽车充电设施发展状况研究J.华中电力，2010,23(5):16一306曹金亮. 锂

8、电池最新研究进展J.电源技术，2013,37（8）：1460-14637俞云锋. 高功率因数软开关电动汽车快速充电电源D: 硕士学位论文.无锡.江南大学，20138张志全.10kW电动汽车充电站电源设计D: 硕士学位论文.杭州：浙江大学，20129邵汉桥,张维.陈鹏云.我国电动汽车发展状况分析J.华中电力,2010,23(5):10-15 10李升. 基于软开关全桥变换器的电动汽车充电电源设计D: 硕士学位论文. 北京:北京交通大学，200811苏昭峰. 基于软开关技术的智能充电系统的设计与实现D: 硕士学位论文.成都.电子科技大学，201112刘春娜. 特斯拉汽车电池技术及策略J.电源技术，

9、2014,38（7）：1201-120213李玉玲.电流型 PWM 整流器及其控制策略的研究D :硕士学位论文. 杭州:浙江 大学，200614牛利勇,姜久春,张维戈,一种全桥移相式zvzcs变换器的优化设计J北京交通大学学报,2008,32(2):39-4215高明煜 , 何志伟 , 徐杰 . 基于采样点卡尔曼滤波的动力电池 SOC 估计 J. 电工技术学报 , 2011,26(11):161-167 16 杨春雷 , 刘志远 . 一种电动汽车动力电池均衡控制方法的设计 J. 上海交通大学报 .2011, 45(8):1186-1190 17 Wu Xiaogang,Lu Languang,

10、Hu Mingyin,etc.Pattern matching and simulation research of extended Range electric vehicleC.Electronic&Mechanical Engineering and Information Technology,2011, 2590-2595 18 Mohd Ali Sulaiman,Hasimah Hasan. Development of lithium-ion battery as energy storage for mobile power sources applicationsJ.AIP

11、 Conference Proceedings, 2009,1169(1):38-47 19 Meng Xiangfeng,Wen Baozhong.Current situation and development trend of standard of lithium batteries for electic vehidesJ.China Standardization,2012, 52(2):62-65 20 Crain Daniel,Zheng Jianpin,Sulyma Christopher,etc.Electrochemical features of ball-milled lithium manganate spinel for rapid-charge cathodes of lithium ion batteriesJ.Journal Of Solid State Electrochemistry,2012,16(8):2605-261