近年来,随着发电设备的发展,风力、水力、太阳能和潮汐能等可再生资源正逐步代替传统的火力,电能成为了真正意义的清洁能源,它在新能源发展中扮演了重要的角色。电能设备的推广促进了锂离子电池的广泛使用。不同行业对蓄电池性能要求有所不同,对锂离子电池进行阶梯性利用可以延长电池使用周期,充分发挥电池价值从而降低电池成本。为完全发挥电池性能,保证电池使用时性能的一致性,迫切需要开发一套高效、准确、节能、简单的电池容量测试系统,在使用前,对电池实际容量进行测试。针对这一问题,论文设计实现了一套基于并联式双向Cuk变换器的电池容量测试系统。测试系统可以在同一时间完成多个电芯测试通道的测试,并通过通道间的能量相互转移,将放电通道的能量优先转移给充电通道,实现了电池测试能量的回收利用,满足了电池测试系统高效、节能的需求。论文主要工作如下:(1)论文研究了电池容量测试时锂离子电池充电和放电特性,采用双向变换器并联的设计方法,通过在被测电芯之间的电能转移,实现电池容量测试过程中的能量回收利用。根据功能需求,将系统划分为:供电模块、主控模块、人机交互模块、变换器模块、检测模块以及通信模块。(2)针对系统充放电控制问题,论文研究了变换器模块的工作原理和变换器的输入输出特性,结合电池恒流-恒压充电、恒流放电、能量吸收策略,进行了小信号分析,建立了并联式变换器的状态空间平均模型,给出了模型中变量的约束条件。根据变换器模型,运用频域法设计了PI控制器,实现电池充放电的准确、稳定控制。(3)设计了电池容量测试系统样机,给出了样机的设计过程和电路原理图。上位机实现人机交互和电池容量分析,下位机实现电池恒流-恒压充电、恒流放电和能量吸收的实时控制。通过多组实验测试了样机的性能。样机测试结果表明,系统可以准确、稳定的完成电池容量测试过程中的电流控制、电压控制和能量吸收控制,能够在多个测试通道间相互转移能量,实现了测试系统能量的高效利用。