38460字硕士毕业论文电动汽车电池测试系统

论文类型：硕士毕业论文

论文字数：38460字

论点：电池,测试,电动汽车

论文概述：

模型通过调整直流母线滤波电容的类型和电容值，以及电机驱动模块的参数，采用示波器监测电池直流母线的波形，通过FFT变换将直流侧谐波转换为频域分析，分析了各次谐波含量，通过优化电

论文正文：

第一章引言

11话题回到
随着汽车工业的不断发展，燃油汽车给我们带来了便利，同时也造成了日益加深的全球能源危机和严重的环境污染[1]。国际能源署2006年的统计数据显示，16%的二氧化碳来自汽车尾气。据估计，汽车排放的二氧化碳总量将从1990年的30亿吨增加到2020年的60亿吨。汽车排放的尾气不仅含有二氧化碳，还含有有毒污染物，如一氧化碳、苯、琉球、芳烃、精制烃和银化合物。一氧化碳毒性很强，它与人体内血红蛋白的结合能力强于强氧气，这使得血红蛋白无法输送氧气。因此，如果空气体中的一氧化碳浓度过高，将会引起胸痛、头痛、动脉硬化、脑出血等症状，甚至可能会因缺氧而导致人体窒息或死亡。此外，一氧化碳对胎儿和婴儿的生长发育有较大影响。尾气中的许多芳香烃和月经化合物是致癌物质；氮氧化物可导致各种呼吸系统疾病，如呼吸困难、咳嗽、呼吸道感染，甚至损害肺功能，尤其是对儿童而言。含银颗粒对人体呼吸、免疫和血液循环系统有很大的危害，汽车尾气的危害是显而易见的
1.2电池测试系统的研究现状
电池测试设备是数字电路和计算机技术等新兴技术在电池领域的成功应用。随着电子信息和计算机技术的飞速发展，电池测试设备也取得了长足的进步。起初，电池测试设备是基于一个普通的单片机，带有少量的数字电路和模拟电路来监控电池的性能，如电压和电流。然而，这种方法存在很多问题:单片机主频低，内存资源有限，难以实现更复杂的数据操作；其次，受单片机系统资源的限制，人机界面停留在按钮、数码管或小触摸屏的层次，人机交互不友好。此外，单片机检测系统的数据存储有限，存储的数据难以读取。因此，以PC机为上位机，单片机为下位机的二次系统又出现了。单片机测量和收集数据，PC机负责数据管理和分析。随着数字监控技术的飞速发展，数字电池测试设备层出不穷。早在20世纪90年代，欧洲国家和美国就依靠其先进的电子监控技术来实现电池测试的自动化，并且一直处于领先地位。他们的测试精度和产品合格率都很高，但价格昂贵。。汽车工业在污染环境的同时，也消耗了大量不可再生的石油资源。专家表示，根据目前的发展要求，全球石油储量将在40年内耗尽，目前约60%的运输设备依赖石油(4)。作为一种不可再生能源，考虑到未来的经济发展和国家安全，各国都在争夺石油储备。这意味着一旦石油来源被其他国家控制，就意味着经济命脉受到控制。因此，如何尽可能不依赖石油，或尽快找到石油替代品，是极具战略意义和紧迫性的
2.1电池型号
2.1.1动力电池概述
作为最早的可充电电池已有100多年的历史，是一种相对成熟的电动汽车动力电池，现在许多内燃机汽车使用错误的酸性电池作为汽车起动马达的动力源。在电动汽车的最初发展阶段，银酸电池是应用最广泛的动力电池。在20世纪80年代，银酸电池的年产量超过了1亿。银酸电池主要具有成本相对较低、电池原料易得、制造工艺简单等优点。杂项酸电池可以兼顾高功率、低价格、高可靠性等优点。但是，比能低，低温工作性能差。一般来说，银酸电池是一种富液电池，极片完全被游离酸浸泡。这要求电池保持直立，这影响了银酸电池的便携性。与银酸电池相比，镍氢电池比能量更高，比功率可达200瓦/千克，约为银酸电池的两倍，可提高电池续航能力。此外，镍氧电池还具有高速放电特性，可以使电动汽车获得更好的加速性能。丰田先前开发的“RAV4LEV”使用密封的银氢电池，最大速度为125公里/小时，范围为215公里。本田的新款“本田电动车”还配备了镍氢电池，以Lookm/h的恒速行驶时续航里程为350公里，镍氢电池具有能量储存量大的优点。非晶态金属被用作镍氢电池的电极，它具有良好的导电性，在同等容量下，可以比普通电池充电两倍的电能。电池完全放电了。电池通常在放电完成前充电。储存的电能在下次使用时不能完全释放。这一特征被称为“记忆效应”。然而，镍氢电池没有这种记忆效果，可以完全充电和放电。镍氢电池可快速充电，15分钟内可充电至60%。使用寿命长，镍氢电池的充放电寿命近2000倍。。然而，电动汽车以其无废气排放、噪音低、热量排放少、能源可循环利用等诸多优点吸引了政府和许多汽车企业的关注。他们把新能源电动汽车的发展作为未来汽车的主要发展方向，并投入到研究中。
从乘用车发展理论来看，2009年后中国基本进入汽车普及阶段。现阶段汽车市场需求增长迅速，普及期较长。初步估计，到2020年，中国乘用车市场仍将处于快速发展时期。巨大的市场容量，相当于国内生产总值增长率的1.5倍左右，将为中国发展各种新能源汽车提供基础。这使得中国电动汽车的发展具有相当大的市场需求规模
结论。早在2001年，中国启动的“863”计划就包括电动汽车专项，并确立了“三横三纵”的发展布局
电动汽车目前是国际社会的一个热门研究领域，涉及多个学科。电池特性作为电动汽车动力的主要来源，也引起了各种研究机构和公司的关注。通过对比研究总结了现有电池测试系统的优缺点，设计了一套仿真度高、操作方便、可扩展性强的综合电池测试系统。主要工作如下:
1)查阅了大量文献和技术手册，介绍了电池测试系统的必要性，分析了现有电池测试系统的优缺点。针对现有系统的不足，提出了一种适用于电动汽车的电池测试平台方案。
2)在此基础上，在Matlab/Simulink环境下建立了电池模型、电容模型和电机驱动模型。最后，建立了整个测试系统的仿真模型。根据仿真结果，分析了电感、电容和载频对DC母线电流的影响。
3)针对现有电池测试系统模型的缺点，利用上下计算机接口搭建整个测试系统的硬件平台，完成上位机软件的编译。设计了CAN总线通信和485总线通信接口、数据实时显示和存储、三种电池放电模式控制等程序。通过恒流放电实验和实际道路放电模拟实验，验证了测试系统和软件的可用性。
4)在设计的测试平台下，完成了国内5家制造商的电池测试实验。对电池在不同负载下的电流谐波进行了测试，并对结果进行了分析。结果与仿真模型得到的结果相似。对电池在恒流放电下的温度井进行了测试和分析。研究了超级电容器对电动汽车运行中能量回收的影响，并通过实验验证了超级电容器对冲击电流的吸收效果和节能效果。；2004年，国家发展和改革委员会发布了《汽车产业发展政策》，其中提到:要突出发展节能、环保和汽车技术的可持续发展。并颁布了促进清洁汽车和电动汽车发展的政策和措施
参考
[1]杨红。纯电动汽车锂电池组均衡充电技术研究[。郑州大学，2012.5:1。
[2]陈柳琴。新能源汽车产业发展的政策支持[。环境经济，2010，83:4-41。
[3]江郭蕊，维利，顾传龙。《汽车环境污染预警机制研究》，[，计算机应用研究，2010，1:177-180。
[4]李梁修。电动汽车用锂离子电池监测和荷电状态估计的研究[。哈尔滨工业大学，2011.6:1-2。
[5]范玉红，张伟，杨晨。国外电动汽车发展分析及其对中国的启示[。华中电力公司。2010(06):8-12。
[6]曹云平。电动汽车电源发展现状[。化学时报。2001，(10): 13-16。[/比尔/] [7]许昌明。中国新能源汽车发展分析[。当代石油和石化。2010.18 (1): 4-6。
[8]杨毅夫。从EVS 17看国际电动车和动力电池的发展趋势。电池，20，(4):192-194。
[9]文慧。《汽车产业发展政策》发展中国汽车产业[。重型车辆。2004.3: 6。
[10]魏学哲。电动汽车和汽车电池的发展趋势[。2007年上海铅锌峰会，2007:77-85。。2005年，中国政府出台汽车产业结构优化计划，设定2010年电动汽车拥有总量的5% ~ 10%和2030年电动汽车拥有总量的50%以上的发展目标。然而，长期以来，由于电池能量密度和安全性的限制，可充电电池作为电动汽车的主要动力源，是制约电动汽车发展的最重要因素，国内外投入了大量的人力物力进行研究。电池能否满足电动汽车在各种实际运行条件下(如爬山、加速、制动、快速充电等)的使用要求。)，如何优化电路参数，如电感和电容，以减少电池DC侧的电流谐波、电池在长期运行期间的温升等。不清楚，所以对动力电池的测试是必不可少的。

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第二章Simulink下电池测试系统的建模与仿真

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第3章测试系统设计……29
3.1电池测试系统组成.........30
3.1.1充电器.........30
3.1.2电池管理系统.........32
3.1.3电机及其驱动.........34
3.1.4能量反馈单元.........36 [/BR/] 3.1.5扭矩传感器和速度测量单元.........37 [/BR/] 3.1.6超级电容器.........38 [/BR/] 3.2测试系统上位机软件设计.........39[/比尔/]第四章实验结果与分析.........56 [/溴/] 4.1 DC侧波形分析.........56
4.1.1测试环境和测试设备.........56
4.1.2测试结果和数据处理.........57
4.1.3结果分析.........59
br/] 4.2电池温升实验.........61
4.3超级电容器实验.........63
第5章概述.........66
5.1本文件的主要工作.........66
5.2未来展望.........66

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