电动汽车大功率充电设备状态监控与故障诊断系统研究
发布时间：2021-11-07 09:50
电动汽车的广泛使用,使得其充电设备的研究也越来越受到重视。电动汽车大功率充电设备是一种大功率、直流、箱式充电设备,能够适应不同功率电动汽车的充电需求,并可为多辆电动汽车同时充电,具有如下特点:（1）功率共享,根据电动汽车电池的需求电压,电流等不同,按需提供相应的功率;（2）柔性充电,根据电动汽车型号的不同,制定不同的充电曲线,延长电动汽车电池的使用寿命。本文针对这种设备,开发出一套电动汽车大功率充电设备状态监控和故障诊断系统,用来监控该设备运行状态和故障情况,并对监控到的故障进行诊断与分析,给出相应的诊断建议,指导工作人员现场维护。本文主要研究内容如下:首先,阐述了电动汽车大功率充电设备研究的意义、背景、现状和发展趋势,依次对系统的需求和方案设计提出要求,提出了可行性的方案,在整体上对系统进行了设计,并且分别在硬件、通讯和软件三个方面从整体结构上做了描述。其次,根据系统方案对硬件进行设计。针对硬件整体结构,对系统进行了硬件选型,选择了合适的充电设备、通讯设备和监控设备,并对各类设备的重要参数和性能进行了说明。然后,对系统的通讯进行设计。制定了电动汽车与充电桩、充电桩与大功率充电设备、大...
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
系统需求功能图
系统总体结构
小＜嗫叵低呈遣捎肅#编写的Winform程序，用来将数据库中的数据进行实时显示和统计分析，同时调用服务层的服务接口，完成故障诊断功能。（3）服务层服务层主要是为监控层提供远程服务，在服务器中完成故障诊断算法的实现，对外提供故障诊断服务接口供监控层使用。服务器是采用阿里云的轻量应用服务器，接口采用WebService方式实现，使用C#语言编写。故障诊断算法采用的是BP神经网络算法。2.2.1硬件整体设计系统的硬件主要由电动汽车大功率充电设备、分体充电桩、工控一体机、通讯设备组成。其硬件结构图如下图所示：图2-3系统硬件结构图Fig.2-3Systemhardwarestructurediagram其中：（1）CAN通信：实时采集电动汽车充电过程中的数据，采用双绞线的形式与分体充电桩中的充电枪连接在一起，采集BMS（BatteryManagementSystem，电动汽车电池管理系统）数据。（2）充电桩：系统的充电终端，负责对电动汽车的充电过程，采集来自CAN通信的充电数据及自身状态信息。（3）CAN转以太网转换器：将通过CAN-BUS协议采集到的数据利用以太网络传输到大功率充电设备中，提供充电信息。（4）大功率充电设备：与充电桩相连，提供输出功率，是本文的主要监控对象，除了接收来自充电桩的充电数据外，还向系统提供自身的运行状态、设备参数等信息。（5）工控一体机：运行监控系统和本地数据库，通过网线采集由大功率充电设备接收的充电数据；采用Modbus协议和RS485串口通讯采集大功率充电设备的状态信息。将采集到的原始数据根据协议解析出来，保存到本地数据库中，供系统使用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模糊神经网络的MVB故障诊断算法[J]. 吕洪武,赵航,王宏志,胡黄水. 吉林大学学报(理学版). 2020(01)
[2]配电网故障智能诊断技术综述[J]. 陶飞达,黄智鹏,王东芳,李桂昌,李永尚. 机电工程技术. 2020(01)
[3]电动汽车大功率充电发展现状及趋势研究[J]. 吴鹏飞,刘宏骏,郝烨. 汽车实用技术. 2020(01)
[4]基于CAN总线电动汽车数据采集系统研究[J]. 冯丽沙. 中国设备工程. 2019(24)
[5]交流充电桩控制导引功能检测系统的研究[J]. 王新艳,李晶华,李艺超. 工业仪表与自动化装置. 2019(06)
[6]光储充一体化充电设施设计方案研究[J]. 晏阳,袁简,王梦蔚. 电工技术. 2019(23)
[7]人工智能技术在电网调控中的应用研究[J]. 范士雄,李立新,王松岩,刘幸蔚,於益军,郝博文. 电网技术. 2020(02)
[8]中国新能源汽车的现状、问题、对策及发展趋势[J]. 曾博涵,陈炜鹏,刘致远,宋炳志,姚语含. 南方农机. 2019(22)
[9]电动汽车的发展现状与未来趋势分析[J]. 颜乐平,成姿,周常飞,李琰. 电工技术. 2019(22)
[10]基于人工智能神经网络技术的汽车故障诊断[J]. 唐风敏. 汽车电器. 2019(11)
硕士论文
[1]电动汽车充电桩的设计与研究[D]. 张杰.吉林大学 2019
[2]基于CAN总线的电动汽车电池远程监测系统的研究[D]. 牛荟宇.中北大学 2019
[3]直流充电桩充电模块故障特征提取研究[D]. 康宁.北京交通大学 2019
[4]基于故障树的直流充电桩故障诊断专家系统研究[D]. 杨莎莎.北京交通大学 2019
[5]电动汽车充电桩移动监控与故障诊断系统研究[D]. 梁珂.青岛科技大学 2019
[6]电动汽车智能充电装置状态检测和故障诊断技术[D]. 孟建中.合肥工业大学 2018
[7]城市电动汽车充电桩监控系统研究[D]. 郑强.西南交通大学 2017
[8]Web Services服务接口安全协议设计与一致性测试方法[D]. 刘磊.北京邮电大学 2014
本文编号：3481637
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
系统需求功能图
系统总体结构
小＜嗫叵低呈遣捎肅#编写的Winform程序，用来将数据库中的数据进行实时显示和统计分析，同时调用服务层的服务接口，完成故障诊断功能。（3）服务层服务层主要是为监控层提供远程服务，在服务器中完成故障诊断算法的实现，对外提供故障诊断服务接口供监控层使用。服务器是采用阿里云的轻量应用服务器，接口采用WebService方式实现，使用C#语言编写。故障诊断算法采用的是BP神经网络算法。2.2.1硬件整体设计系统的硬件主要由电动汽车大功率充电设备、分体充电桩、工控一体机、通讯设备组成。其硬件结构图如下图所示：图2-3系统硬件结构图Fig.2-3Systemhardwarestructurediagram其中：（1）CAN通信：实时采集电动汽车充电过程中的数据，采用双绞线的形式与分体充电桩中的充电枪连接在一起，采集BMS（BatteryManagementSystem，电动汽车电池管理系统）数据。（2）充电桩：系统的充电终端，负责对电动汽车的充电过程，采集来自CAN通信的充电数据及自身状态信息。（3）CAN转以太网转换器：将通过CAN-BUS协议采集到的数据利用以太网络传输到大功率充电设备中，提供充电信息。（4）大功率充电设备：与充电桩相连，提供输出功率，是本文的主要监控对象，除了接收来自充电桩的充电数据外，还向系统提供自身的运行状态、设备参数等信息。（5）工控一体机：运行监控系统和本地数据库，通过网线采集由大功率充电设备接收的充电数据；采用Modbus协议和RS485串口通讯采集大功率充电设备的状态信息。将采集到的原始数据根据协议解析出来，保存到本地数据库中，供系统使用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模糊神经网络的MVB故障诊断算法[J]. 吕洪武,赵航,王宏志,胡黄水. 吉林大学学报(理学版). 2020(01)
[2]配电网故障智能诊断技术综述[J]. 陶飞达,黄智鹏,王东芳,李桂昌,李永尚. 机电工程技术. 2020(01)
[3]电动汽车大功率充电发展现状及趋势研究[J]. 吴鹏飞,刘宏骏,郝烨. 汽车实用技术. 2020(01)
[4]基于CAN总线电动汽车数据采集系统研究[J]. 冯丽沙. 中国设备工程. 2019(24)
[5]交流充电桩控制导引功能检测系统的研究[J]. 王新艳,李晶华,李艺超. 工业仪表与自动化装置. 2019(06)
[6]光储充一体化充电设施设计方案研究[J]. 晏阳,袁简,王梦蔚. 电工技术. 2019(23)
[7]人工智能技术在电网调控中的应用研究[J]. 范士雄,李立新,王松岩,刘幸蔚,於益军,郝博文. 电网技术. 2020(02)
[8]中国新能源汽车的现状、问题、对策及发展趋势[J]. 曾博涵,陈炜鹏,刘致远,宋炳志,姚语含. 南方农机. 2019(22)
[9]电动汽车的发展现状与未来趋势分析[J]. 颜乐平,成姿,周常飞,李琰. 电工技术. 2019(22)
[10]基于人工智能神经网络技术的汽车故障诊断[J]. 唐风敏. 汽车电器. 2019(11)
硕士论文
[1]电动汽车充电桩的设计与研究[D]. 张杰.吉林大学 2019
[2]基于CAN总线的电动汽车电池远程监测系统的研究[D]. 牛荟宇.中北大学 2019
[3]直流充电桩充电模块故障特征提取研究[D]. 康宁.北京交通大学 2019
[4]基于故障树的直流充电桩故障诊断专家系统研究[D]. 杨莎莎.北京交通大学 2019
[5]电动汽车充电桩移动监控与故障诊断系统研究[D]. 梁珂.青岛科技大学 2019
[6]电动汽车智能充电装置状态检测和故障诊断技术[D]. 孟建中.合肥工业大学 2018
[7]城市电动汽车充电桩监控系统研究[D]. 郑强.西南交通大学 2017
[8]Web Services服务接口安全协议设计与一致性测试方法[D]. 刘磊.北京邮电大学 2014
本文编号：3481637
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