基于DSP的蓄电池充放电系统研究

基于节能和环保的要求，电动汽车的研制和改进已经得到世界各国越来越多的关注。而作为电动汽车研制的关键技术之一，高性能电池充电装置的研究及其与智能电网的结合管理，也得到了各国科研机构及科研人员的重视。在与智能电网结合的电动汽车充电站中，虽然太阳能与风能是目前应用比较广泛的清洁能源，但可调度性不高，随机性较强，因此就需要存储电能的装置，使充电站在无电网和光伏供电时，可以利用储能装置中存储的电能继续为电动汽车供电。并且在无电动汽车充电时，将光伏等产生的能量存储。 铅酸蓄电池具有成本低、功率大、制造工艺简单等特点，是目前应用非常广泛的储存电能的装置。伴随着其应用领域的日渐扩大，铅酸蓄电池的保养与维护也越来越受重视，特别是充放电与电压均衡控制对蓄电池寿命具有非常重要的影响。若充放电路的充电技术不能适应铅酸蓄电池的特殊要求或各串联电池的充放电不均衡，会使蓄电池很难达到规定的循环寿命。蓄电池长期放电则容易引起过放电导致电池损坏。因此，要设计出合适的电池的充放电电路以及电池管理系统。 本课题是基于智能电网的电动汽车充电系统的一部分。需要研制适用于此系统储能部分的蓄电池充放电DC-DC变换装置及电池管理系统。针对铅酸蓄电池的特性，结合电动汽车充放电的特性，设计出的双向变换装置。本文采用双向Buck/Boost电路，利用DSP数字控制功率开关器件，使变换电路既能实现从高压直流母线进行降压变换给蓄电池充电，又能使蓄电池通过升压变换给直流母线供电；并且充电过程采用阶段式充电方法，使充电过程安全快速，保证了蓄电池的储能效率。同时，设计出适合于铅酸蓄电池的电池管理系统，实现快速便捷的单体电压检测、电池充放电均衡、电池容量估算等功能，以达到延长蓄电池寿命的目的。