文档介绍：天津大学
硕士学位论文
电动汽车电池管理系统设计与均衡充电方案研究
姓名:孙宏涛
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:夏超英
20061201
中文摘要关键词:电动汽车作为传统燃油汽车的替代方案逐渐成为研究热点。但是电池及电池管理却是制约电动汽车发展的瓶颈,因为有限的续驶能量不能满足电动汽车市场化、实用化的要求。在电池自身容量已经确定的情况下,对电池组有效地监控、管理,成为延长电池组使用寿命,从而提升电动汽车续驶里程的重要手段。本文针对锂离子电池组的工作特点,设计了一套功能完善的电动汽车电池管理系统。系统根据所需实现的功能,采用分布式控制结构,实现了对电池组及组内单体的监控和管理。本文首先介绍了电池管理系统的整体功能和结构,并详细说明了系统内各模块的硬件设计原理。其次,建立电池管理系统内部ㄑ锻络,实现系统内各节点之间的通讯,并设计了τ貌阈椋瓿上低衬谑和命令的有效传输。此外,根据系统硬件资源,扩展独立辗⒛?槭迪值绯管理系统与整车缤ㄑ丁单体电池在串接成组使用时,电池之间的不一致性会逐渐恶化,从而降低电池组的使用效率和使用寿命。均衡充电,作为减小不一致性的有效方法,可以显著延长电池组寿命。本文首先对均衡充电方案进行了概括性地介绍,并选择了半桥逆变同轴多副边绕组变压器的均衡充电方案作为目标方案。在环境下,设计了电池的仿真模型,搭建了均衡充电仿真电路,并应用该电路对电池仿真模型的均衡充电过程进行仿真,得到了不一致性收敛的预定均衡效果。最后,依据仿真结果,对均衡充电方案的特点和应用情况进行了进一步地说明。电动汽车电池管理系统芟呔獬涞
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焉致学位论文作者躲孙家琦学位论文作者躲研瘩琦叩年,月姗》霹/签字同期:沙辏隆荨萃独创性声明学位论文版权使用授权书月砍同或撰写过的研究成果,也不包含为获得叁盗盘堂或其他教育机构的学位或证本学位论文作者完全了解苤鲞盘堂特授权丞鲞盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致鲥之处外,论文中不包含其他人已经发表书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签字淝遥有关保留、使用学位论文的规定。索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得导师签名:签字同期:/
课题背景及意义第一章绪论当今,传统燃油汽车在国外发达国家已经大范围普及,我国的燃油汽车数量也成高速增长的趋势,一些大城市的家庭汽车拥有率已经很高。然而,面对日益减少的燃油数量和持续上涨的燃油价格,以及由于汽车尾气排放所造成的环境问题,人们希望能够找到传统燃油汽车的替代产品。目前,较为热点的研究车型包括燃料电池汽车⒒旌隙ζ和纯电动汽车。电动汽车是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。与传统内燃机汽车相比,电动汽车具有如下优点:无污染,可以做到零排放;噪声低,电动机的噪声远小于内燃机车;能源效率高,尤其适合于城市工况下频繁地起步停车;能源多样化,向蓄电池充电的电力可由煤炭、风力、水力、核能、太阳能等能源转化;结构简单易维修,传动部件少,且电动机的操纵简单,无需换档。上述优点决定了电动汽车发展的优势。电动汽车的组成包括电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心,由驱动电动机、。电源和电动机的调速控制装置等组成,是区别于内燃机汽车的最大不同点。电动汽车的其他装置基本与内燃机汽车相同。目前,在驱动电机设计以及电动机的调速控制方面,技术相对较为成熟、完善,相比之下,由于动力电池的寿命短,成本高,使其成为电动汽车技术发展中的瓶颈。电池的作用是为电动汽车的驱动电动机提供电能,电动机将电源的电能转化为机械能,通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。电池是电动汽车发展的首要关键,要想较大范围内应用,甚至普及电动汽车,就要依靠安全、可靠、持久、低廉的电池组。目前比较看好的是镍氢电池、锂离子电池和锂聚合物电池较其它类型的二次电池,锂离子蓄电池具有如下的优点:单体电压较高,比能量大,比功率高,自放电小,无记忆效应,循环特性好,可快速放电且效率高。这些优点使其成为较有前景的储能方案。但是,锂离子电池由于其自身的化学特性和物理特性限制,以及应用于工况下的实际要求,作为电池组串接使用的时候需要配以动力电池管理系统,以实现对电池组的监控、管理、保护和报警等功能。例如,电动汽车行使过程中电池组过流放电的保护,单体电池欠压使用、