基于非接触能量传输电动汽车锂电池组充电系统设计

论文摘要

汽车的出现改变了整个世界,汽车在给人类带来便利的同时,随之引发的能源问题和环境问题已经备受关注。越来越多的汽车企业都将目光聚焦在新能源汽车上,寻找一种更经济、节能、环保的新能源做汽车的动力源迫在眉睫,新能源汽车将成为汽车工业结构调整的突破口,电动汽车的逐步发展足以缓解现实的能源危机和环境污染的问题。非接触能量传输CPT技术是一种新型的能量传输技术方法,它是多门学科知识的交叉。其主要是运用了非辐射性磁耦合原理。采用非接触式电能传输技术给电动汽车充电,其采用电磁耦合的方式,使供电系统和负载之间无任何接触,无摩擦,易维护,它比传统的直插式充电装置相比较,具有明显的灵活,方便的性能。论文主要是围绕利用非接触式电能传输技术给锂离子电池充电和锂离子电池充放电过程的保护做如下几个方面的研究:（1）本文对锂离子电池的电气特性进行了分析,设计并仿真基于非接触式供电的锂离子电池组的电路。（2）本课题完成基于PIC单片机的锂离子电池组的保护板的硬件设计。（3）能量输入线圈信号频率与能量接收线圈频率一致时,线圈发生耦合谐振,即进行witricity能量传输,该频率大概在5-15MHz之间。该信号必须通过功率放大电路,以达到锂离子电池充电所需要的功率。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1-1 课题研究背景及意义
• 1-1-1 电动汽车的发展前景和锂离子电池的应用
• 1-1-2 非接触能量传输技术的背景
• §1-2 非接触能量传输技术研究现状
• 1-2-1 非接触能量传输技术国内研究现状
• 1-2-2 国外研究现状
• §1-3 论文主要研究内容
• §1-4 本章小结
• 第二章 锂离子电池的充电特性
• §2-1 锂离子电池的阻值特性
• 2-1-1 锂离子电池的内阻
• 2-1-2 锂离子电池的欧姆内阻
• §2-2 锂离子电池模型的建立
• §2-3 锂离子电池的充电特性
• 第三章 电池管理（BMS）设计
• §3-1 系统的整体结构
• §3-2 CPU 的选择
• §3-3 电压检测部分
• 3-3-1 传统的检测方法
• 3-3-2“飞电容”检测电压方法原理
• 3-3-3 具体的电路实现
• 3-3-4 软件部分的处理
• §3-4 电流检测部分
• 3-4-1 电流检测电路的介绍
• 3-4-2 提高采样精度的方法
• §3-5 电量均衡模块
• 3-5-1 损耗型均衡方法
• 3-5-2 能量转移型均衡方式
• §3-6 本章小结
• 第四章 电磁耦合非接触能量传输机理分析
• §4-1 非接触能量传输系统的原理
• 4-1-1 非接触能量传输系统结构示意图
• 4-1-2 非接触能量传输系统基本原理
• 4-1-3 非接触能量传递线圈的磁场耦合等效模型原理分析
• 4-1-4 谐振耦合线圈的耦合公式
• §4-2 非接触式能量传输系统耦合模型分析
• §4-3 能量接收电路补偿方式的选择
• 4-3-1 能量接收电路并联补偿
• 4-3-2 能量接收电路串联补偿
• §4-4 非接触式能量传输系统传输效率
• 4-4-1 系统谐振频率分析
• 4-4-3 耦合强度对能量传输效率的影响
• §4-5 能量传输效率分析
• 4-5-1 理论分析能量传输效率
• 4-5-2 实验分析
• 第五章 非接触能量传输充电系统设计
• §5-1 功率调整模块
• 5-1-1 整流滤波电路
• 5-1-2 高频逆变电路
• §5-2 高频信号发生器的设计
• 5-2-1 DDS（直接数字合成频率）主要原理的介绍
• 5-2-2 AD9851 芯片的功能介绍
• 5-2-3 AD9851 芯片的工作原理
• 5-2-4 低通滤波电路
• 5-2-5 单片机的选取
• 5-2-6 单片机与AD9851 的硬件设计
• 5-2-7 软件的设计
• §5-3 无线信号的通信
• 5-3-1 CC1100 的特性和接口
• 5-3-2 CC1100 与单片机的硬件连接
• 5-3-3 CC1100 的软件编程
• 5-3-4 CC1100 传输效果
• 第六章 工作总结与展望
• §6-1 课题总结
• §6-2 课题的展望
• 附图
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间所取得的相关科研成就