【摘 要】
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社会经济高速发展不可避免地带来了环境污染与资源短缺的问题,各国大力推广太阳能、风能、潮汐能等可再生能源来应对全球能源危机,而储能技术是实现这些可再生能源综合运用的关键技术之一,锂电池具有能量密度高、循环寿命长、环保绿色等优点,广泛应用于电动汽车、不间断电源系统（Uninterrupted Power System,UPS）、分布式储能、通信基站以及智能电网系统等储能领域。单体锂电池工作时,其电压和
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社会经济高速发展不可避免地带来了环境污染与资源短缺的问题,各国大力推广太阳能、风能、潮汐能等可再生能源来应对全球能源危机,而储能技术是实现这些可再生能源综合运用的关键技术之一,锂电池具有能量密度高、循环寿命长、环保绿色等优点,广泛应用于电动汽车、不间断电源系统（Uninterrupted Power System,UPS）、分布式储能、通信基站以及智能电网系统等储能领域。单体锂电池工作时,其电压和容量难以满足储能应用需求,通常选择多节锂电池串、并联成组的方式来为负载供电,但是锂电池成组应用时,会因单体锂电池内部性能的差异造成其工作特性的不一致,导致锂电池之间能量分配不均,并且锂电池之间采用硬连接方式,单体电池发生故障时很难退出,影响整个锂电池组的安全性和可靠性。基于以上问题,本文提出了一种柔性储能系统,以两节锂电池作为储能单元,通过双向高增益DC/DC变换器抬高电池电压,达到48V稳定输出的功率需求,较好地适用于低速电动车储能系统。本文首先分析了不同种类的锂电池的特性差异,选取三元锂电池作为低速电动车的储能单元,在间歇性充放电实验的基础上,综合分析锂电池的充放电特性,获取了电池荷电状态（State of Charge,SOC）与开路电压（Open Circuit Voltage,OCV）的特征曲线,同时对双向高增益DC/DC变换器进行拓扑选取、原理分析以及主要元器件参数设计,重点分析了变换器放电模式下的软开关实现与副边换流条件。并在Saber软件上进行仿真实验验证,根据仿真结果验证了理论分析的正确性。其次,完成了主电路中的开关管、磁性元件、驱动芯片等器件的选型,设计了主功率回路、驱动电路、供电电路等主要功能电路,最后在PCB板上进行合理布局;借助TMS320F28027DSP芯片完成整个系统各部分的数字控制,编写SOC估计算法与PID闭环控制程序。根据前文的理论分析与仿真论证,研制出一台功率为300W的实验样机,通过实验平台测试样机各项指标,结果表明该柔性储能系统能够实现锂电池的高增益输出以及电池组间的柔性连接。
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