纯电动汽车电源系统设计.docx

摘要

随着我国现代社会和经济的发展,电力和电子设备的技术发展和产业化更新都是突飞猛进,但是由于传统的再生能源煤,石油,天然气的使用和储量却一天一天地变少,由此所造成的再生能源问题更加深刻地引起了我国广大用户的注意,汽车产业作为我国现代工业和生活的重要一个组成部分,一步步地发展成为了人们日常生活中的必须品。而再生能源消耗减少则直接引发了对汽车动力方式的一次性,电动汽车取代了传统汽油的电动汽车逐步地走进了我们的视线中,电动汽车以其无化学污染、节能等优势正越来越受到各国政府人民和汽车厂商的喜爱。电动汽车最主要的技术特色之一确实就是其电池工程,而对于电池进行综合管理的系统建设也就已经成为当下科学技术研究发展的热点。电池管理系统作为现代纯能源电动车内最突出的组成部分,在对纯能源汽车进行电池管理,充放电运行操纵,进行电池管理多个环节中都具有非常重要的意义。

本课题主要针对江淮第三代同悦纯电动轿车作为其研究的背景,着重探讨了电动汽车车用锂电源系统的研究与开发。首先简单地列出了各种电源系统的技术指标及其功能需求,从各种电源系统的技术指标及其功能需求的方面角度入手,围绕着保证电池安全与有效节约资源的目标,分析了各种电源系统的结构及其原理。在此基础上,考虑了车用蓄电池的实际使用条件和其工作环境,做出了相应的电源系统中软、硬件接口的界定与控制。

关键字:电源系统,纯能型电动汽车,控制模式,安全防护策略,can通讯协议

第一章绪论

随着世界经济的不断发展,化石燃料资源储量的不断下降和汽车资源保有量的持续增长,能源危机和环境污染正在逐步加重。世界各国原油价格的上涨,使得消费者越来越多地要求自己的汽车经济性;而且环境卫生保护意识的增强,促使汽车尾气总量排放指数标准的更新。汽车行业已经作为我国社会和经济发展的一个支柱产业,为了充分满足以上两点的要求,节能和低碳减排越来越多地得到了政府和社会的高度重视,纯电动汽车和其他混合动力车就是在此类背景下应运而生。

与我国一些传统的内燃机电动汽车相比,电动汽车主要具有以下优势:一、节约能源,传统的内燃机电动汽车所采用的资源主要是石油资源,它们都是非再生资源,而现代电动汽车所需要的资源主要是风力、太阳能等转换过来的二次能源,资料可再生,电动汽车在夜间进行充电时还应该避开夜间用电的高峰期);二、无污染,传统的内燃机汽车须严重排放尾气,对行驶环境造成影响,而蓄电池汽车则无任何尾气。三、振动和噪声小,电动汽车的直流电动机与直流内燃机的直流电动机产品相比,具有明显的优势;四、效率高,汽车在城市内行驶,常常因为交通堵塞和红灯,须采取低速行驶或紧急停车,这时电动汽车控制的效率就会更高,且当电动汽车进行刹车时,它们也可以回收能量;五、结构简单,维护方便,传动及运转零配件数量少,维护及保养费用工作量小。

电动汽车的核心也就是动力电池技术,想要真正实现动力电池产业化就必须有效地解决动力电池系统的问题,而动力电池管理系统的技术也就是这个瓶颈,它就是制约动力电池产业化的根本性原因。电池管理子系统是电动汽车的整体子系统中的一个重要子系统,通过对动力电池进行监控和管理,使动力电池能够正常工作在最好的运行状态,延长动力电池寿命,并给其它的相关子系统提供动力电池的数据和信息,作为整体系统决策的判定依据,通过与其它子系统进行同步协调运行,对电池进行管理和保护,最大限度的降低电池的损坏。

第二章电动汽车电源管理系统国内外现状

为了使电动汽车取得技术突破,确保电池性能良好,提高电池寿命和缩短充电时间,必须对电池进行有效地管理，为此,国内外投入了大量人力物力进行研究并取得重大发展。例如美国通用汽车公司推出的voltech动力系统,装备16kw锂离子动力电池,美国gregory用基于折算库伦效率的卡尔曼滤波法估计soc,美国维拉诺瓦大学与美国纳米公司合作,研究基于模糊逻辑的动力电池soc预测,美国江森自控公司通过了可变阻抗性元件用以判断蓄电池的温度状态是否已经超出了预定的阈值,对蓄电池的温度状态进行了实时的监测161。德国凯撒斯劳滕工业大学电池管

理系统采用分布式结构,主要模块直接完成了管理系统的所有功能,辅助模块为一个独立的平板,均衡能力强a

jossen,v.spath展示了一种最佳的soc、soh的计算方法,德国大众与日本三洋电机公司共同开发的新型锂离子动力电池组技术被广泛应用在jett型插电式混合动力汽车上。日本青川工业研究中心自1997年起已经首次开始对新型bms的实际工业应用情况进行深入研究。丰田汽车早在十几年前已经正式开始了对于新型电动汽车的技术推广和研发大力,并将其发展重点主要集中精力放在了对于ambms的电动相关应用技术研究开展和产品研发上。美国Tesla汽车公司