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原文传递智能车载电能管理系统设计研究

论文题名：	智能车载电能管理系统设计研究
关键词：	车载电源;热并机;蓄电池;不间断供电;电池容量
摘要：	随着信息化水平的不断提高，特种车辆的性能得到进一步改进，越来越多的电气设备，包括对电能质量要求较高的精密电气设备被作为车载电气设备安装在特种车辆内，这对车载电源系统的供电质量、故障诊断、监控、保护、电能管理等方面的能力提出了更高的要求。传统车载电源的结构及其管理系统已经不能满足车载电器设备新的用电需求，所以，设计一套智能的、有效地、可靠的车载电能管理系统非常必要。　　本文主要从提高车载电源系统供电质量、延长车载电源系统在资源有限的野外的持续供电时间两方面出发，对传统车载电源及其控制系统进行分析研究，提出一套新的车载电源管理系统。该系统利用对两组蓄电池组的充放电控制来提高燃油的利用率、提供不间断供电，从而提高车载供电系统的供电质量。系统采用模块化设计。车载电源结构中，将传统车载电源的柴油发电机组由一台增加至两台，并增加双向蓄电池充放电机和一组蓄电池组，通过该蓄电池组的充放电控制和对充放电机中逆变器的控制，实现热并机，进而实现两台柴油发电机组的平滑无缝切换，从而提高系统可靠性，保证系统具有较高的供电质量；监控系统用以实时监控车载电源主电路各部分运行状态及交直流负载的通断情况，实现智能的数据采集及处理、故障分析及处理、电源变换器及负载的通断控制等；电池管理系统包括实时估计蓄电池SOC，并综合考虑蓄电池剩余容量及系统运行需要对系统进行充放电控制。　　针对各个功能模块本文进行了相应的软、硬件设计，对蓄电池的SOC估计本文选择使用基于卡尔曼滤波的SOC估计方法。建立蓄电池的二阶RC模型，使用最小二乘法进行参数辨识，建立电池模型的状态空间方程，使用卡尔曼滤波和安时积分法相结合的方法估算出蓄电池的SOC值，并通过加入温度和充放电效率补偿对计算结果进行修正,从而提高估算精度。　　最后，为验证本文提出的设计方案的可行性和有效性，搭建了基于 MATLAB simulink的仿真模型，并完成一台试验样机。通过仿真和实验，验证了本文提出的智能车载电能管理系统的稳定性和可靠性。
作者：	李美华
专业：	电力电子与电力传动
导师：	游江
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文