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基于PLC的小型纯电动教练车电源管理系统开发研究
| 论文题名： | 基于PLC的小型纯电动教练车电源管理系统开发研究 |
| 关键词： | 纯电动教练车;电源管理系统;可编程序控制器;荷电状态;抗干扰措施;软硬件设计 |
| 摘要： | 电动汽车以其节能环保的优势越来越受到重视,被视为汽车工业的发展方向。世界各大车企、高校、研究机构都在对电动汽车进行深入研究,并取得很大进展。但电动汽车的动力电池及其应用技术发展缓慢,成为制约电动汽车普及的瓶颈。电源管理系统(BMS,Battery Management System)作为电动汽车的关键技术之一,直接检测及控制动力电池运行的全过程,包括充放电电流、电池电压、电池温度、电量估算、单体电池间的均衡、电池故障诊断等,起到延长电池寿命、提高电池使用效率和保障电池安全运行的作用,对电动汽车产业化具有十分重要的意义。 本文依托陕西省交通运输厅“小型纯电动教练车开发研究”项目(09-32K)和西安市科技局“小型纯电动教练车动力系统匹配与优化设计”项目(CX1249-4),开发了一套基于PLC(可编程序控制器)控制的电源管理系统。通过对电源管理系统技术现状的研究,结合现有条件,提出了本研究信息采集及荷电状态估算方案;以FX2N-30MR-4AD可编程序控制器为核心进行电路的硬件设计和搭建:信息采集电路利用“巡检技术”完成6块单只电池电压及电池组总电压、电流、温度的实时精确采集工作,为准确判断电池状况、精确计算荷电状态(SOC,State of Charge)打下良好基础。同时,完成了系统软件设计,并提出以实车实况可利用容量作为计算SOC的初始容量的“双SOC”策略,一个是以初始容量作为基准,单纯反映放(充)电量占初始容量的多少;另一个是经温度、放电电流对初始容量修正后的荷电状态。此后,在条件满足的情况下,初始容量基准值自动更新,最大程度上避免了电池老化、自放电等因素对荷电状态估算的影响;在软硬件设计过程中,坚持模块化、集成化、简单化的原则,并充分考虑抗干扰措施,保证系统能够可靠稳定的工作;最后对软硬件设计进行相关的室内验证试验及实车试验。 室内试验结果表明:温度、电压、电流采集值及荷电状态等和预想结果一致;实车试验确定所用蓄电池组初始容量,并对电压、温度、电流信号及荷电状态值进行记录,结果表明:温度、电压信号受电磁干扰误差较大,有待改进;SOC估算误差在10％之内,具有一定的实用价值。充电试验首先确定充电效率,完善充电部分计算程序,能够较为准确地反映电池充电时的荷电状态。 |
| 作者： | 周在芳 |
| 专业： | 载运工具运用工程 |
| 导师： | 蹇小平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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