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电动车动力电池仿真系统的研究与设计

作　者: 戴贤青
导　师: 李革臣
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 动力电池能量回收仿真测试 LABVIEW
分类号: U469.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 363次
引　用: 3次
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内容摘要

电动车由于它的节能性及对环境污染小的优点,已成为21世纪汽车工业的发展方向。动力电池是电动车的核心,其性能直接影响电动车的性能。全世界有很多国家都在对电动车动力电池进行研究,随着电池性能不断地改进,对电动车电池测试技术的要求也越来越高。本文设计了电动车动力电池仿真系统来模拟汽车在实际运行条件下动力电池的充放电情况,为检验动力电池的性能提供依据。系统用温湿度控制系统来模拟电动车周围环境的温湿度变化;用震动试验台来模拟实际条件下的各种路况;采用电动车驱动系统作为动力电池的充放电平台;用大电机作为被测动力电池的放电负载及充能量回收;用驾驶仿真系统模拟汽车的运行获得相关控制参数;储能蓄电池所使用的电池为磷酸铁锂电池。系统上位机软件采用NI公司的LABVIEW开发软件,包括数据采集模块、数据滤波模块、PID控制模块、报警模块及数据保存分析模块等。上位机通过RS-485和车载CAN实现与各硬件设备的通讯。本文通过对不同类型的电动车的动力系统进行了分析研究,同时对电动车在实际过程中的电池的充放电情况进行了研究,并对电动车的运行阻力进行了数学建模,实现了模拟电动车运行下的电池充放电的仿真测试。基于LABVIEW的电动车动力电池仿真系统的调试结果表明,采用震动平台和温控系统模拟电动车实际运行的工况,在测试平台上对动力电池进行在线测量,使测量结果更加真实的反映出电池实际运行时的状况。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章绪论  11-15
  1.1 动力电池的现状及技术指标  11-13
    1.1.1 车载动力电池的现状  11-12
    1.1.2 电动车对动力电池性能要求  12-13
  1.2 动力电池组  13
  1.3 系统仿真的类型  13
  1.4 本课题研究的目的及主要内容  13-15
第2章系统的硬件组成及设计  15-34
  2.1 系统整体设计  15-16
  2.2 温湿度环境仿真系统  16
  2.3 震动仿真系统  16-18
  2.4 电动车驱动模拟系统  18-23
    2.4.1 电动车动力系统分类  18-21
    2.4.2 驱动电机  21-22
    2.4.3 驱动电机冷却方式  22
    2.4.4 驱动电机控制器  22
    2.4.5 电机矢量控制  22-23
  2.5 负载模拟系统  23-26
    2.5.1 可控负载电机  23-24
    2.5.2 负载电机冷却装置  24
    2.5.3 负载电机控制器  24
    2.5.4 储能蓄电池系统  24-25
    2.5.5 充电机  25
    2.5.6 系统能量回收的实现  25-26
  2.6 数据采集系统  26-31
    2.6.1 信号类型分析  26-27
    2.6.2 传感器的选型  27-30
    2.6.3 数据采集卡配置  30-31
  2.7 信号抗干扰技术  31-33
    2.7.1 独立地线设计  32
    2.7.2 硬件滤波电路设计  32-33
  2.8 本章小结  33-34
第3章系统的软件组成及设计  34-48
  3.1 系统开发软件平台  34-36
    3.1.1 虚拟仪器简介  34-36
    3.1.2 LABview 简介  36
  3.2 上位机软件总体设计  36-37
  3.3 数据采集模块软件设计  37-39
    3.3.1 脉冲信号采集软件设计  38-39
    3.3.2 模拟量信号采集软件设计  39
  3.4 数字滤波程序设计  39-41
  3.5 系统通讯模块设计  41-43
    3.5.1 CAN 通讯模块设计  41-42
    3.5.2 RS485 通讯模块设计  42-43
  3.6 动力电池性能分析与控制设计  43-46
    3.6.1 动力电池充放电PID 控制  43-45
    3.6.2 动力电池SOC 估计  45-46
  3.7 驾驶仿真系统设计  46-47
  3.8 本章小结  47-48
第4章动力电池充放电分析与仿真  48-58
  4.1 电动车运行状态分析  48-49
  4.2 动力电池的放电分析  49-50
    4.2.1 电动车动力电池的放电分析  49-50
    4.2.2 仿真系统电池放电仿真  50
  4.3 动力电池的充电分析  50-51
    4.3.1 电机的再生制动  50-51
    4.3.2 电动车动力电池的充电实现  51
    4.3.3 仿真系统电池充电仿真  51
  4.4 坡度仿真建模  51-53
  4.5 电动车运行阻力损耗建模  53-55
    4.5.1 电动车滚动阻力损耗建模  53-54
    4.5.2 电动车加速阻力损耗建模  54
    4.5.3 电动车空气阻力损耗建模  54-55
  4.6 外界环境仿真建模  55-57
  4.7 本章小结  57-58
第5章动力电池仿真系统的性能测试与分析  58-61
  5.1 系统能量回收测试  58
  5.2 动力电池仿真测试  58-60
  5.3 本章小结  60-61
结论  61-62
参考文献  62-65
攻读学位期间发表的学术论文  65-66
致谢  66

电动车动力电池仿真系统的研究与设计

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