电动汽车监测微机系统的研制

讨论了电动汽车运行参数和状态监测系统的总体设计、系统结构、软件设计、系统间通讯方案等内容 ,给出了检测电池电压以及电池充放电电量的新方案 ,也提出了提高系统可靠性的一些可行方法 ;最后给出了系统实际运行情况的分析 ,并附有运行参数曲线 .     

直接甲醇燃料电池测控系统的研制

根据直接甲醇燃料电池性能测试和运行工艺参数的需要,设计了在线实时监控系统,硬件采用瑞博华公司的数据采集器AD8201用于实时的监测电池系统的运行参数和性能,通过开关量控制甲醇热压的加热设备,来稳定电池的运行温度,测量的具体参数有电流、电压和温度,并用二维视图显示在计算机屏幕上,软件采用VB设计实现。     

三相电压型逆变器的鲁棒跟踪双环控制器

为了保证三相逆变器在负载变化及参数摄动时输出电压动态响应快、稳态精度高、波形失真率小,基于αβ模型设计一种电感电流内环电压外环的双闭环控制器.电压外环采用离散积分滑模控制以改善系统的稳态性能并增强系统的鲁棒性.进行了正弦波跟踪的仿真实验,结果是突加纯阻性负载时调整时间为2 ms, 暂态过程中输出电压总谐波畸变率为3.46%; 当参数缓慢变化时总谐波畸变率为 0.13%.仿真结果表明: 当系统参数和负荷有较大变化时系统能很好的跟踪参考电压,控制策略是可行的.     

一种可用于BMS功能验证的动力锂电池模拟器设计

基于MatlabSimulink的Simscape模块,建立了电池二阶等效电路模型,并进行了参数辨识和模型验证,完成了硬件电路和软件设计,从而构建了一种新的动力锂电池模拟器.仿真和测试结果表明:在对电池模型进行参数辨识时,增加荷电状态在0至0.10区间的间隔点,可进一步提高电池模型精度;在HPPC循环放电工况下,电压最大误差不超过0.07 V;在动态运行工况下,电压最大误差不超过0.12 V;在不同的荷电状态下,动力锂电池模拟器电压输出最大误差为1.9 mV,相对误差为0.53‰,验证了所设计的动力锂电池模拟器具有较高的精度,可用于电池管理系统的功能验证.     

一款双向DC-DC变换器的设计

以传统的同步整流BUCK电路为核心,利用同步BUCK电路与同步BOOST电路的对称性,采用STM32F334单片机对系统进行控制,设计了电流方向可以自动切换的双向DC-DC电源系统。包括主电路、辅助电源和测控电路三部分;通过对电压、电流等参数的PID闭环控制,实现了电池与直流电源之间的充放电,以及恒压恒流控制;并且有显示电流电压及充放电状态的功能;电能转换效率可达98.5%。     

高速PEMFC单片电压监测系统设计

质子交换膜燃料电池是一个封闭的发电装置,其运行性能仅能通过单片电池电压进行反应.根据单片电池电压的暂态变化,可以调整控制策略、工作条件,使电堆运行在最佳状态,延长其使用寿命.为满足燃料电池暂态分析及故障诊断的需要,拟利用高速数据采集卡,结合电阻分压及高速模拟切换开关,构建一种高速单片电池电压监测系统,实现燃料电池单片电压的高速、高精度采集.经试验测试表明,设计的监测系统测量速度、测量精度均比现有单片电压采集系统高,平均误差为4. 52 m V,测量时间小于6 ms.     

基于单片机的动力电池管理系统开发

为获得动力电池的工作参数,匹配动力电池的物理特性,优化电池的效率和寿命,设计基于STC12单片机动力电池管理系统,主要包括MCU模块,电压、电流、温度数据采集模块,均衡模块,充电模块,数据显示模块,系统实现了对动力电池充放电电压、电流、温度等参数实时监控并显示功能。经实验平台测试,该系统可以实现预期功能,满足应用要求。     

基于MAX11068芯片的锂离子电池管理系统的设计

锂离子电池的发展有助于缓解能源短缺,降低环境和空气污染问题。针对目前锂离子动力电池的发展,提出了一种基于MAX11068芯片的锂离子电池管理系统的设计方案。系统按模块可以分为电压采集和均衡模块,MCU及外围模块,温度采集模块,电流采集模块,通信模块。该锂离子电池管理系统的设计方案具体分析了各个模块的设计功能,单体电池间的均衡原理,实现了对锂离子电池的电压、电流等信息的实时监测,系统测试结果表明整个电池可以高效可靠的运行。     

电动汽车用电池管理系统的研究

在大量动力电池充放电动态响应试验研究的基础上,研制了电动汽车动力电池在线监测系统.系统以MC9S12DP256B微控制器为核心,实时监测电池电压、电流和温度等信息;利用电池的电压模型、安时平衡模型,模糊控制模型估算荷电状态;通过CAN和多能源管理系统进行通信;将电池的状态信息保存于EEPROM中.试验结果表明:该管理系统对车用管式铅酸电池荷电状态的预测具有较高的精度.     

基于MC9S08QG8的蓄电池电压／温度分布式监测系统设计

蓄电池在备用电源中是重要的储能设备,直接关系到整个备用电源系统的可靠运行,因此及时可靠地对蓄电池组进行监测具有十分重要的意义。为此提出了一种蓄电池电压和温度的分布式监测系统,给出系统总体设计方案,在蓄电池组中为每个单体电池配置一个监测单元,分析了单元的结构和功能,以MC9S08QG8单片机为核心实现了单体监测单元,并且通过485总线可与上位机实现通讯。通过实验,验证了所提出的蓄电池分布式监测系统的可行性。     

基于RC等效电路的动力电池SOC估计算法

精确的动力电池剩余电量(SOC)是混合动力系统进行动力分配的重要依据,也是整车控制和降低使用成本的关键.因而,采用简化的RC电池等效电路,建立了电池的动态充、放电模型,把该模型转化为状态空间表达式.基于不同温度下的镍氢动力电池开路电压,通过混合脉冲功率性能(HPPC)测试方法测量,得到动力电池的动态工作内阻.根据电池的动态工作电流,在线实时估算动力电池的SOC.仿真及实验室测试结果表明,该方法的估算误差小于8%,验证了该SOC估算方法的有效性.     

电动汽车动力电池健康状态在线估算方法

针对电动汽车动力电池SOH(state of health)的估算问题,提出一种可以在线运行的有效估算方法.其优势在于仅依托电池管理系统实时测量电压、电流等数据,无需离线电池寿命衰退曲线及电池的初始状态,因此更符合电动汽车对于SOH估算问题的实际需求.在电池恒流充电模式下,以Thevenin及OCV-SOC模型为基础,构建以时间和SOH为隐变量的电池模型.基于此电池模型,提出利用NLS(nonlinear least square)初始化GA搜索范围的快速求解算法进行在线参数辨识,得到电动汽车实时的SOH估计值.验证结果表明SOH估计算法具有较好的实用性及较高的估算精度.     

一种基于DSP的锂离子电池管理系统的设计与应用

设计了一种基于DSP的锂离子电池管理系统,以DSP为核心处理器,设计了采样电路、通讯接口、控制接口等。能够实现单体电池电压、总电压、电流、温度的检测,具有SOC估算、通讯、计算机监测等功能,该电池管理系统结构简单,使用方便,能够很好的满足实际使用的需要。     

锂离子动力电池充放电特性的试验研究

为了解锂离子动力电池的工作特性,评价其在电动车辆上的使用性能,对锂离子动力电池进行了性能测试.基于实验结果,给出了锂离子动力电池的工作电压、工作电压下降速率和温升特性曲线.对锂离子动力电池的工作特性进行了分析;对各单体电池间的一致性对电池组性能和寿命的影响进行了分析评价;对电池的使用规范提出了建议.分析表明:锂离子动力电池适合于电动车辆使用,但电池单体间的一致性还待进一步改善和提高.     

电动汽车锂电池组的新型双向均衡法

由于电池制造工艺的制约导致生产出的电池间存在一定的离散性,多次充放电后不一致性更加严重,因此有必要对电动汽车电池组进行均衡.在分析了锂电池间不一致性的基础上建立了双向均衡结构,采用粒子滤波PF(Particle Filter)法估算电池初始剩余电量SOC(State Of Charge),提出了先让高SOC电池放电和先给低SOC电池充电的均衡法.该方法相比传统基于充电电压的均衡法能更精确的反映电池能量状态.实验结果表明,对于要求低能耗的系统采用先让高SOC电池放电均衡至±2%平均SOC界限范围;对于要求均衡结果一致性较高的系统采用先给低SOC电池充电均衡至±1%平均SOC界限范围.该均衡方法有效改善了电池组间的不一致性,对于提高电动汽车锂离子电池的使用寿命和续航里程具有实际意义.     

基于SOC的电动汽车参与电网调频控制策略研究

大量电动汽车无序接入电网会给电力系统安全稳定运行带来危害。利用汽车入网技术,电动汽车接入电网参与系统调频,但用户出行需求、电池损耗会受到影响。基于此,首先分析了电动汽车动力电池特性,建立了电动汽车参与系统调频模型,通过分析电动汽车动力电池荷电状态概率密度分布,提出考虑电池荷电状态的电动汽车参与系统调频控制策略。最后,模拟了以平抑电网频率波动为目标的电动汽车充放电场景,根据电池荷电状态,基于所提控制策略通Matlab/Simulink仿真,验证了电动汽车参与系统调频实际效果。     

A study on equivalent circuit model of lead-acid battery for electric vehicles

A 100Ah@42V lead-acid battery package for electric vehicles are used for study. The hybrid pulse test is applied to the battery package to acquire enough data, by which the partnership for a new generation of vehicles (PNGV) equivalent circuit model parameters are identified by the least square method. Then, the PNGV model is verified under two conditions, i.e., the composite pulse excitation and the constant-current respectively. The corresponding maximum relative errors of output voltage are less than 3% and 3.5%. Results show that the present PNGV equivalent circuit model and verification method is effective, which can satisfy requirement of simulation of power system of electric vehicles.     

多因素影响下的纯电动汽车电耗算法优化

针对纯电动汽车的电耗预测问题,提出一种考虑环境温度、电池状态和车速等多因素影响的电耗计算模型.首先,基于自主研发的数据采集装置,采集不同城市的纯电动汽车长期行驶数据,作为模型构建的基础;其次,考虑纯电动汽车实际行驶过程中的温度、电池和车速等因素,结合《中国汽车行驶工况》(CATC-LT)道路行驶标准,提出纯电动汽车行驶百公里的电耗模型;最后,对实际复杂环境中的百公里电耗进行优化.结果表明,在多因素影响的行驶环境中,均方根误差在0.83~4.92区间,平均均方根误差为2.00,比传统算法的均方根误差减少了77.1%.     

锂离子电池容量动态测量研究

为提高锂离子电池容量动态测量的准确性,利用单片机系统处理采集到的电路开端电压和回路电流,根据最小二乘法得到电动势与内阻.实验数据表明,电动势并不是与荷电状态(SOC)成线性关系,但是在较小的区间内可用线性方法处理.由于锂电池的化学特性,在温度较高或较低时,电量测量误差较大,并且随着电池的老化,内阻对电量测量影响也会变得明显.在考虑温度补偿和老化修正的基础上,对测量结果进行校正.