电动汽车充电站监控系统设计.docVIP

1 绪论 1.1 引言 汽车工业的告诉发展，汽车带来的环境污染、能源短缺、资源枯竭和安全等方面的问题越来越突出。为了保持国民经济的可持续发展，保护人类居住环境和能源供给，各国政府不惜巨资，投入大量人力、物力，寻求解决这些问题的各种途径。我国面临的形式也十分严峻，国内的石油储藏量和开采量相当有限，随着汽车保有量的增加，石油需求越来越多，目前已不能自给，不足部分主要通过进口来满足，而且每年成递增趋势。 由于电动汽车具有突出的环保方面的优势，使得电动汽车的开发和研究成为各国开发绿色汽车的主流。电动汽车使用的能源是可以用与发电的一切能源。因此使用电动汽车可以摆脱汽车对化石燃料的依赖，改善能源结构，使能源供给多样化，使能源的供给有保障。电动汽车在解决道路交通事故方面和传统汽车相比也具有一定优势。因此，开发电动汽车是迎接汽车面临挑战的重要对策之一。电动汽车具有良好的环保性能和可以以多种能源为动力的显著特点，即可以保护环境，又可以缓解能源短缺和调整能源结构，保障能源安全。目前发展电动汽车已成为各国政府和汽车行业的共识，电动汽车的研发已成为汽车行业的热点。因此，无论是从设计、研究和开发的观点，还是从实用的角度来看，了解和掌握电动汽车技术的社会需求会越来越大。 目前世界上许多发达国家的政府、著名汽车厂商及相关行业科研机构都在致力于电动汽车技术的研究开发与推广应用。电动汽车充电站是电动汽车大规模商业化后不可缺少的电动汽车能源服务基础设施，如何实现电动汽车充电站运行管理的自动化是必须研究的课题。 系统建设的必要性： 1）保证动力电池充电安全的需要。目前纯电动汽车多使用锂离子蓄电池作为电能存储单元。锂离子电池对充电要求较高，充电过程控制不好会造成电池永久损坏，甚至引起电池爆炸。充电站监控系统的充电监控功能可以监测电池和充电机当前状态。采用智能充电机的充电保护措施可以有效保证动力蓄电池充电过程的安全。 2）提高充电站运行和管理水平的需要。电动汽车充电站作为保障电动汽车正常使用的能源基础服务设施，因其构成设备数量多，用人工方式来管理这些设备很难实现，所以有必要利用先进的信息技术实现其运行和管理自动化，降低工作人员的劳动强度，提高充电站运行和管理水平。 1.2 电动汽车的发展及其关键技术 1881年的法国诞生了世界上第一辆电动车，但是由于技术的原因，在不长的时间里燃油汽车就占据了汽车市场的绝大部分市场份额。近年来，随着许多电动汽车关键技术的不断发展以及全球汽车生产商对电动汽车发展的重视程度不断加深，现代电动汽车己经作为一种全新概念的交通工具被提上日程，它自身将会承担更多的功能，正因为这样，电动汽车在发展中，必须面对并解决以下关键技术： (1) 车身设计 车身设计的工作早在一开始就将实用性和外观性联系在了一起。尤其在现代汽车要求速度越来越快的情况下，对于汽车的空气动力学、行驶平顺性等方面考虑己经成为车身设计的主要工作。在设计电动汽车时，应该在车身设计上多下功夫，力争使电动汽车的无功损耗降低到最低点。 (2) 动力驱动技术． 电动汽车主要是依靠直流电动机来驱动的，但是由于目前直流电动机的转速／转矩变化范围窄，并不能满足汽车行驶的需要，所以国际上已经开始了关于电动汽车用交流电机的研制的热潮，其中开关磁阻电机的研制，高效永磁同步电机交流电机都已进入试用阶段；控制技术——矢量控制和直接转矩控制技术己经在理论界得到了充分的验证和肯定，技术也同趋成熟。随着技术的发展，电机和电机控制器也越来越成熟，电机向着高电压、小电流、大功率、小体积、重量轻的方向发展，直流电机已逐渐被交流电机所代替。控制器也向着智能化、集成化的方向发展。 (3)能源供应系统 现代电动汽车经过数十年的发展，其各项标准己经基本达到了人们用车的要求，但是却迟迟不能占据市场，最主要的原因就是现在的电动汽车的续驶里程不能满足入们的要求。如何寻找或者研制一种更加优良的能源是电动汽车发展的一个极其关键的问题，目前的局面是铅酸、镍氢、锂离子、燃料电池多种电源并存，铅酸电池占据了主要地位，针对目前的市场占有情况如何合理的使用提高铅酸电池的寿命和效率，就具有十分明显的经济和社会价值，而且随着铅酸电池生产技术的不断更新，新一代的卷式铅酸电池能量比将大大增强，其充放电将变得越来越简单，因此本论文的研究将围绕铅酸电池展开。 1. 3 电动汽车充放电技术研究概况 电动汽车充放电技术就是对蓄电池的输入输出进行合理的控制，达到节能、延长设备寿命的预期目标。电动汽车的充放电技术对电动汽车的能源存储源免维护铅酸蓄电池的充放电进行合理的控制，达到行驶里程和蓄电池寿命的最大化。 电动汽车充放电控制系统如同电动汽车的总体控制中心，它具有功能多、灵活性好、适应性强的特点，从而可以非常合理地利用有限的车载能量，达到电池寿命和行