电动公交车电容电池模块的研究

发布时间：2017-09-18 16:11

  本文关键词：电动公交车电容电池模块的研究

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【摘要】：随着新能源电动汽车的飞快发展,目前的传统铅酸蓄电池存在着污染重和寿命短等问题.现在针对纯电动汽车,采用新型的镍氢电池,并根据电动公交车的运行特点,提出了相应的快速充电方法。本文的创新点在于均衡小电流快速充电的方法、介质冷却和气体均衡充电。尤其是气体均衡,电池反应过程中电池格室内的气压值不同,并且会导致每个电池格室内电池芯的电性能参数不同,可以通过气体均衡来减小不一致性。本文结合导师主持参与的国家863重大项目“高性能镍氢动力电池及电动汽车应用考核”项目。根据淄博市镍氢动力电池纯电动公交车项目,根据市内纯电动公交车的运行特点和镍氢动力电池的充电特性,规划设计了纯电动公交车的运行充电模式,它以“慢充快补”为主要内容,即晚上均衡慢充电和白天3-4次快速补充电的运行模式。根据镍氢动力电池充电过程中的析气与复合的特性,提出了小电流锯齿波和气体均衡的充电方法,并根据电动公交车镍氢动力电池组的充电特点设计了充电均衡系统。本文主要研究内容如下:1、介绍了目前均衡方案的大体分类,并分析了常见的几种均衡方案及它们存在的问题。2、分析了镍氢动力电池组的工作原理及电特性,深入分析了充放电过程中的析气与复合现象,为设计锯齿波小电流充电均衡提供理论基础。3、分析了串联镍氢动力电池组电量均衡的方法和原理。本文重点介绍锯齿波充电均衡的原理和均衡系统硬件方面的设计,根据模块化设计的思路,详细分析了该系统主电路模块、控制电路模块、保护电路模块和主要检测模块电路设计和硬件实现。4、本系统充电均衡主电路模块,采用三相两重12脉整流电路作为主电路;控制电路采用的数字移相触发方式电路;保护电路主要有主电路相序保护部分,防止电池过压、过气压,从而使电池组能够更加安全的持续工作;检测模块主要有电压检测、气压检测和温度检测,实时监测电池组动态,保证电池组充放电过程中的安全性。5、最后针对电动公交车进行现场试验。试验数据表明本文设计的镍氢动力电池充电均衡系统能够达到很好的充电均衡效果,充电均衡系统有助于延长电池的使用寿命,增加续驶里程。
【关键词】：镍氢动力电池 电动公交车 充电均衡 气压均衡
【学位授予单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM912;U469.72
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 纯电动公交汽车的发展9
• 1.2 电池管理均衡系统研究现状9-12
• 1.3 课题研究的背景及意义12-13
• 1.4 本文的主要研究内容13-15
• 第二章 镍氢电池的性能及电特性15-22
• 2.1 电动汽车动力蓄电池的种类及特点15-16
• 2.2 镍氢电池的工作原理16-17
• 2.3 镍氢电池的充放电特性17-20
• 2.3.1 镍氢动力电池充电特性17-18
• 2.3.2 镍氢动力电池放电特性18-19
• 2.3.3 镍氢动力电池的温度特性19-20
• 2.4 镍氢电池的充电气压控制法20-21
• 2.5 本章小结21-22
• 第三章 镍氢动力电池的充电均衡系统22-29
• 3.1 均衡充放电的概念及意义22-24
• 3.1.1 介绍镍氢动力电池组的不均衡性22-23
• 3.1.2 镍氢动力电池组的均衡23-24
• 3.2 充电均衡系统的整体结构24-26
• 3.2.1 锯齿波小电流充电均衡的原理24-25
• 3.2.2 快速充电模式分析25-26
• 3.3 气体均衡充电原理26-27
• 3.4 电池组热均衡管理的必要性27-28
• 3.5 本章小结28-29
• 第四章 镍氢电池组模块设计29-46
• 4.1 均衡电路的设计29-32
• 4.1.1 12脉整流串联电路29-30
• 4.1.2 整流电路主要器件参数计算30-32
• 4.2 均衡控制电路的设计32-34
• 4.3 均衡系统主要保护电路的设计34-35
• 4.4 PLC与HMI自动控制设计35-38
• 4.4.1 HMI 开发设计35-36
• 4.4.2 PLC 编程控制36-38
• 4.5 镍氢动力电池组检测电路设计38-45
• 4.5.1 镍氢动力电池组电压检测电路38-40
• 4.5.2 镍氢动力电池组电流检测电路40-41
• 4.5.3 镍氢动力电池组气压检测模块41-42
• 4.5.4 镍氢动力电池组温度测验电路42-45
• 4.6 本章小结45-46
• 第五章 设计与分析 200AH镍氢动力电池充电均衡系统的试验46-54
• 5.1 试验设备46-47
• 5.2 试验步骤47-48
• 5.3 试验结果和分析48-54
• 5.3.1 实验均衡度分析48-50
• 5.3.2 气体均衡与介冷却实验分析50-54
• 第六章 总结与展望54-56
• 6.1 全文总结54-55
• 6.2 展望55-56
• 参考文献56-59
• 致谢59

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本文编号：876532