混合動力汽車電池組均衡技術(shù)研究

【摘要】：隨著全球的能源危機和環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)重,人類正在竭盡全力研究新型節(jié)能環(huán)保汽車。混合動力電動汽車有傳統(tǒng)汽車和純電動汽車的優(yōu)點,滿足了當(dāng)今世界各國政策的要求,它步入了飛速的發(fā)展階段。但是動力電池技術(shù)成為了混合動力汽車的急需解決的難題,其中解決電池組的不一致現(xiàn)象是最關(guān)鍵的問題。本文以混合動力汽車動力電池組為科研對象進行了智能控制的研究。首先對混合動力汽車和電池做了簡單介紹,總結(jié)了現(xiàn)有的均衡技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和均衡的目的與意義。然后對鉛酸蓄電池的工作特性和工作原理進行了詳細(xì)介紹。最后本文通過分析現(xiàn)有的均衡方案,選擇了電感式雙向均衡方案,并對均衡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、硬件設(shè)計做了詳細(xì)說明。利用Matlab軟件建立了電池組均衡控制系統(tǒng)模型,并對所建模型進行了仿真實驗,分析了仿真結(jié)果,證明了該方案的可行性。本文還在硬件的基礎(chǔ)上,通過編寫軟件部分的程序來實現(xiàn)電池均衡管理系統(tǒng)的功能。在CCS3.3開發(fā)環(huán)境中完成了蓄電池組電壓以及電流的采集、均衡控制和通信系統(tǒng)的程序設(shè)計和編寫。 【關(guān)鍵詞】：混合動力汽車 電池組 均衡控制 Matlab 仿真實驗
【學(xué)位授予單位】：石家莊鐵道大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U469.72;TM912
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-13
• 1.1 混合動力汽車概述8-9
• 1.2 動力電池的發(fā)展現(xiàn)狀9
• 1.3 電池均衡管理系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1.4 混合動力汽車電池組技術(shù)難題10-11
• 1.5 本文主要的工作11-13
• 第二章 鉛酸電池特性及電池模型13-23
• 2.1 鉛酸電池特性13-16
• 2.1.1 電池容量13
• 2.1.2 開路電壓13-14
• 2.1.3 電池開路電壓與SOC的關(guān)系14
• 2.1.4 電池內(nèi)阻14
• 2.1.5 充放電特性14-16
• 2.2 蓄電池的不一致性16-18
• 2.2.1 產(chǎn)生不一致性的原因16-17
• 2.2.2 蓄電池不一致造成的影響17-18
• 2.3 鉛酸蓄電池模型的綜述18-22
• 2.3.1 電池建模的意義18
• 2.3.2 Rint模型18-19
• 2.3.3 戴維寧電路模型19
• 2.3.4 PNGV電路模型19-20
• 2.3.5 三階等效電路模型20-21
• 2.3.6 使用模型21-22
• 2.3.7 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型22
• 2.4 小結(jié)22-23
• 第三章 電池組的均衡方法23-32
• 3.1 針對電池組不一致性控制的主要方法23
• 3.2 電池均衡的判斷標(biāo)準(zhǔn)23-25
• 3.2.1 以電池SOC為均衡判斷標(biāo)準(zhǔn)23-24
• 3.2.2 以電池容量為均衡判斷標(biāo)準(zhǔn)24
• 3.2.3 以電池電壓為均衡判斷標(biāo)準(zhǔn)24-25
• 3.3 現(xiàn)有典型的電池均衡方案25-30
• 3.3.1 電阻能量耗散型均衡方案25
• 3.3.2 開關(guān)電容式均衡方案25-27
• 3.3.3 雙向DC-DC變換器式均衡方案27
• 3.3.4 變壓器均衡方案27-29
• 3.3.5 電感式均衡29-30
• 3.4 均衡方案應(yīng)用存在的問題30
• 3.5 均衡電路的選擇30-31
• 3.6 小結(jié)31-32
• 第四章 電池均衡管理系統(tǒng)硬件的設(shè)計32-43
• 4.1 均衡管理系統(tǒng)硬件設(shè)計的總圖32-33
• 4.2 TMS320F2812芯片的概述33-34
• 4.3 測量模塊電路的設(shè)計34-39
• 4.3.1 采集電壓電路設(shè)計34-36
• 4.3.2 A/D轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計36-37
• 4.3.3 電流采集電路設(shè)計37-39
• 4.4 均衡電路的設(shè)計39-41
• 4.5 MOSFET管驅(qū)動電路的設(shè)計41-42
• 4.6 電池組溫度檢測電路42
• 4.7 小結(jié)42-43
• 第五章 均衡系統(tǒng)模型建立及系統(tǒng)仿真43-55
• 5.1 電池模型的選用43-44
• 5.2 均衡系統(tǒng)的控制策略44-45
• 5.3 建立均衡電路的Simulink模型45-46
• 5.4 均衡管理系統(tǒng)仿真的實現(xiàn)46-51
• 5.4.1 充電狀態(tài)均衡仿真46-49
• 5.4.2 放電狀態(tài)均衡仿真49-51
• 5.5 電阻均衡方案對比仿真51-54
• 5.6 仿真結(jié)果分析54
• 5.7 小結(jié)54-55
• 第六章 電池均衡管理系統(tǒng)軟件設(shè)計55-71
• 6.1 軟件開發(fā)環(huán)境CCS的簡介55
• 6.2 均衡系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)的實現(xiàn)55-59
• 6.2.1 電池數(shù)據(jù)采集程序的設(shè)計56-59
• 6.2.2 均衡控制程序的設(shè)計59
• 6.3 通信模塊的設(shè)計59-63
• 6.3.1 基于Labview的通信模塊59-61
• 6.3.2 通信的實現(xiàn)61-62
• 6.3.3 數(shù)據(jù)通信功能62-63
• 6.4 通信測試63-64
• 6.5 以太網(wǎng).通信64-70
• 6.5.1 通信模塊的實現(xiàn)64-68
• 6.5.2 通信模塊功能的實現(xiàn)68-70
• 6.6 小結(jié)70-71
• 第七章 總結(jié)與展望71-73
• 參考文獻73-76
• 致謝76-77
• 個人簡歷、在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文77

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