電動(dòng)教練車(chē)的電池管理與控制系統(tǒng)研究.pdf

1、為了響應(yīng)國(guó)家對(duì)新能源行業(yè)的支持，并解決目前燃油教練車(chē)存在的油耗高和尾氣排放嚴(yán)重等問(wèn)題，越來(lái)越多的燃油教練車(chē)被改造成純電動(dòng)教練車(chē)。與目前新能源汽車(chē)相同，電動(dòng)教練車(chē)的核心也是電池管理系統(tǒng)。由于教練車(chē)在科目訓(xùn)練中處于頻繁的起動(dòng)、加速和上坡，以及減速、下坡和制動(dòng)狀態(tài)，直流母線側(cè)正反兩個(gè)方向的大電流嚴(yán)重影響蓄電池壽命。所以研究適用于電動(dòng)教練車(chē)的電池管理與控制系統(tǒng)，對(duì)新能源和駕培行業(yè)的發(fā)展具有重要意義。
　　本文研究的電動(dòng)教練車(chē)電池管理系統(tǒng)是

2、在蓄電池單獨(dú)供電的基礎(chǔ)上，加入超級(jí)電容與其組成復(fù)合能源，設(shè)計(jì)雙向DC/DC變換器實(shí)現(xiàn)對(duì)電池管理系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和控制，進(jìn)而防止蓄電池的短時(shí)間大電流充放電，延長(zhǎng)其使用壽命。本文的主要工作總結(jié)如下：
　?。?）系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇及可行性分析
　　通過(guò)對(duì)不同雙向DC/DC變換器的分析，選擇雙向半橋式Buck/Boost變換器作為電動(dòng)教練車(chē)電池管理系統(tǒng)的主拓?fù)?。分析了?fù)合電源系統(tǒng)的可行性、系統(tǒng)的工作模式以及變換器兩種狀態(tài)下的工作原理。<

3、br>　?。?）系統(tǒng)模型的建立及控制器的設(shè)計(jì)
　　通過(guò)對(duì)比分析三種不同超級(jí)電容電路等效模型的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇了一階非線性模型，并對(duì)超級(jí)電容的充放電特性進(jìn)行仿真研究；利用狀態(tài)空間平均法分別建立了變換器工作在升壓和降壓兩種狀態(tài)下的數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)出了兩個(gè)狀態(tài)下的控制占空比到電感電流的傳遞函數(shù)；選擇合適的 PI參數(shù)，設(shè)計(jì)兩個(gè)獨(dú)立工作的 PI控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的閉環(huán)控制，提高了系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度及動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。
　?。?）系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)

4、　　根據(jù)系統(tǒng)的指標(biāo)要求，完成電動(dòng)教練車(chē)的電池管理與控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。采用DSP TMS320F28335作為系統(tǒng)主控芯片，對(duì)系統(tǒng)主電路、驅(qū)動(dòng)電路、電流電壓采樣及調(diào)理電路、過(guò)流過(guò)壓保護(hù)電路以及輔助電源進(jìn)行設(shè)計(jì)，并計(jì)算了主電路的關(guān)鍵參數(shù)；在 CCS開(kāi)發(fā)環(huán)境下完成系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，主要包含對(duì)系統(tǒng)主程序、中斷服務(wù)子程序以及PI控制子程序等的設(shè)計(jì)。
　?。?）系統(tǒng)仿真及實(shí)驗(yàn)測(cè)試驗(yàn)證
　　在 MATLAB/Simulink中分別搭建了