電動汽車的能量管理與回收系統(tǒng)-在線瀏覽
2025-02-16 23:28本頁面
【正文】 ?目前，主要是根據(jù)實際情況，確定具體純電動汽車的電池管理系統(tǒng)的功能和形式。 ?硬件的設(shè)計取決于管理系統(tǒng)實現(xiàn)的功能。在具體實現(xiàn)過程中，根據(jù)設(shè)計要求確定需要采集動力電池組的數(shù)據(jù)類型；根據(jù)采集量以及精度要求確定前向通道的設(shè)計；根據(jù)通信數(shù)據(jù)量以及整車的要求選用合理的總線。 中央處理器模 塊 電 壓電 池 總 電 壓電 池 電 流電 池 溫 度液 晶 顯 示 模 塊S O C 估 計控 制 充 放 電 電 流故 障 報 警 第 8 頁 規(guī)格嚴(yán)格 功夫到家 （威海） HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING 汽車工程學(xué)院 純電動汽車能量管理系統(tǒng) ?本硬件系統(tǒng)是在基于 ATMEGA8L單片機進(jìn)行設(shè)計的。電壓采樣是對電動汽車電池組的電壓進(jìn)行采樣，每個電池組由 10個單體電池構(gòu)成。原理如圖所示，每個電池為一個電池組。 電流的采樣是估計電池 SOC的主要依據(jù) 。 ++ 2 . 5 VL M 輸 入A D 輸 入R 2R 1 第 10 頁 規(guī)格嚴(yán)格 功夫到家 （威海） HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING 汽車工程學(xué)院 純電動汽車能量管理系統(tǒng) ?（ 3）溫度采樣的實現(xiàn)。溫度采集電路如圖所示。由于電池管理系統(tǒng)用在情況比較復(fù)雜的電動汽車上，所以干擾可以沿各種線路侵入單片機系統(tǒng)。干擾對單片機系統(tǒng)的作用可以分為三個部位：第一個部位是輸入系統(tǒng)，干擾疊加在信號上，使數(shù)據(jù)采集誤差增大，特別在前向通道的傳感器接口是小電壓信號輸入時，此現(xiàn)象會更加嚴(yán)重；第二個部位是輸出系統(tǒng)，使各輸出信號混亂，不能正常反映單片機系統(tǒng)的真實輸出量，導(dǎo)致一系列嚴(yán)重后果；第三個部位是單片機系統(tǒng)的內(nèi)核，使總線上的數(shù)字信號錯亂，程序運行失常，內(nèi)部程序指針錯亂，控制狀態(tài)失靈，單片機中數(shù)據(jù)被修改，更嚴(yán)重的會導(dǎo)致死機，使系統(tǒng)完全崩潰。在電池管理系統(tǒng)中， CAN通訊的實現(xiàn)是由外圍設(shè)置 CAN的控制器和接收器組成的通訊模塊，它的設(shè)計如圖所示。為了優(yōu)化能量分配整體效率，還應(yīng)考慮傳動系統(tǒng)的動力電池、發(fā)動機、電動機和發(fā)電機等部件。 ? (1) 恒溫器策略。而當(dāng)動力電池組 SOC上升到所設(shè)定的高門限值時，發(fā)動機關(guān)閉，由電動機驅(qū)動車輛。 第 14 頁 規(guī)格嚴(yán)格 功夫到家 （威海） HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING 汽車工程學(xué)院 混合動力電動汽車能量管理系統(tǒng) ?(2) 功率跟蹤式策略。由于動力電池容量小，動力電池充放電次數(shù)減少而使得系統(tǒng)內(nèi)部損失減少。 ?(3) 基本規(guī)則型策略。并設(shè)定一組控制規(guī)則，根據(jù)需求功率和 SOC進(jìn)行控制，以充分利用發(fā)動機和動力電池的高效率區(qū)，使其達(dá)到整體效率最高。目前主要有以下 4類： ?(1) 靜態(tài)邏輯門限策略。 ?(2) 瞬時優(yōu)化能量管理策略。其中“等效燃油消耗最少”法將電機的等效油耗與發(fā)動機的實際油耗之和定義為名義油耗，將電機的能量消耗轉(zhuǎn)換為等效的發(fā)動機油耗，得到一張類似于發(fā)動機萬有特性圖的電機等效油耗圖。 全局最優(yōu)能量管理策略是應(yīng)用最優(yōu)化方法和最優(yōu)控制理論開發(fā)出來的混合動力系統(tǒng)能量分配策略 ， 目前主要有基于多目標(biāo)數(shù)學(xué)規(guī)劃方法的能量管理策略 、 基于古典變分法的能量管理策略和基于 Bellman動態(tài)規(guī)劃理論的能量管理策略三種 。 該策略基于模糊控制方法來決策混合動力系統(tǒng)的工作模式和功率分配 ， 將 “ 專家 ” 的知識以規(guī)則的形式輸入模糊控制器中 ， 模糊控制器將車速 、 電池 SOC、 需求功率 /轉(zhuǎn)矩等輸入量模糊化 ， 基于設(shè)定的控制規(guī)則來完成決策 ， 以實現(xiàn)對混合動力系統(tǒng)的合理控制 ， 從而提高車輛整體性能 。 但是模糊控制器的建立主要依靠經(jīng)驗 ， 無法獲得全局最優(yōu) 。由于采用了行星齒輪機構(gòu)，發(fā)動機轉(zhuǎn)速可以獨立于車速變化，這樣使發(fā)動機工作在最優(yōu)工作點，提供恒定的轉(zhuǎn)矩輸出，而剩余的轉(zhuǎn)矩則由電動機提供。 ?(2) 發(fā)動機最優(yōu)工作曲線策略。 第 18 頁 規(guī)格嚴(yán)格 功夫到家 （威海） HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING 汽車工程學(xué)院 混合動力電動汽車能量管理系統(tǒng) ? ?(1) 純電動模式。 ?(2) 純發(fā)動機模式。 ?(3) 混合模式。 ?(4) 發(fā)動機牽引和蓄電池充電模式。 ?(5) 再生制動模式。 ?(6) 蓄電池組充電模式。 ?(7) 混合式蓄電池充電模式。 第 19 頁 規(guī)格嚴(yán)格 功夫到家 （威海） HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING 汽車工程學(xué)院 混合動力電動汽車能量管理系統(tǒng) ? ?并聯(lián)式混合動力電動汽車主要蘊含以下工作模式： ?(1) 純電動模式。因此，關(guān)閉發(fā)動機，由動力電池提供能量并以電機驅(qū)動車輛。 ?(2) 純發(fā)動機模式。此時，發(fā)動機可工作于高效區(qū)域，燃油效率較高。在加速或爬坡等大負(fù)荷情況下，當(dāng)車輛行駛所需的動力超過發(fā)動機工作范圍或高效區(qū)時，由電機提供輔助動力同發(fā)動機一同驅(qū)動車輛。 第 20 頁 規(guī)格嚴(yán)格 功夫到家 （威海） HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING 汽車工程學(xué)院 混合動力電動汽車能量管理系統(tǒng) ?(4) 行車充電模式。 ?(5) 再生制動模式。 ?(6) 怠速 /停車模式。 第 21 頁 規(guī)格嚴(yán)格 功夫到家 （威海） HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING 汽車工程學(xué)院 電動汽車再生制動能量回收系統(tǒng) ?再生制動是指電動汽車在減速制動 (剎車或者下坡 )時將汽車的部分動能轉(zhuǎn)化為電能，轉(zhuǎn)化的電能儲存在儲存裝置中，如各種蓄電池、超級電容和超高速飛輪，最終增加電動汽車的續(xù)駛里程。圖為電動汽車的制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 ? ?根據(jù)儲能機理不同，電動
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