电动汽车蓄电池性能测试方法研究及试验台开发

论文摘要

蓄电池是电动汽车基本组成中的核心部件,是决定整车性能的关键因素,其性能的优劣将直接影响车辆的动力性和续航能力。为了全面的研究、分析以及评价电动汽车用各种动力蓄电池的性能,我们在深入研究蓄电池性能及影响因素和蓄电池快速而可靠的充电方法及控制策略的理论基础上,以工控机为核心,数据采集系统为接口,多种模块为主要结构,利用软件与硬件相结合的方法,研制了一套电动汽车蓄电池性能试验台。本文充分地论述了蓄电池的基本理论,详尽地研究分析了目前常用蓄电池性能测试方法的优缺点。在此基础上,本文就蓄电池性能测试提出了下列方法:在蓄电池容量测试方面,本文在考虑了放电电流强度、循环次数对荷电状态测量精度影响的情况下,提出了一种“瞬间恒定大电流放电—端电压测量法”。在蓄电池内阻测试方面,为了使设备具有较高的抗干扰能力和测量精度,本文采用了“瞬间恒定大电流负载放电法”。在试验台设计过程中,我们通过采用脉宽调制信号控制大功率IGBT的开通和关断,设计了恒流放电方案;利用高精度的电压和电流采集模块来实现对电池端电压和放电电流的采集,从而使蓄电池容量和内阻测试在试验台中得以实现。除此之外,本试验台还实现了对车载动力蓄电池组充电的功能。经过调整测试,本试验台符合设计要求,并且实现了对电动汽车用各种电池性能的测试、智能充放电等多种功能。通过本实验台对被测蓄电池性能的报告分析,可为电动汽车用蓄电池和普通蓄电池的技术改进和研究内容提供明确的方向;为蓄电池(组)的正确使用和维护提供科学依据,对预测和提高电动汽车的续航里程有着重要意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 电动汽车
• 1.1.1 电动汽车的发展概况
• 1.1.2 电动汽车的关键技术及制约要素
• 1.2 电动汽车用蓄电池及研究现状
• 1.2.1 铅酸蓄电池
• 1.2.2 锂离子电池
• 1.2.3 镍镉电池
• 1.2.4 镍氢电池
• 1.2.5 锌—空气电池
• 1.3 蓄电池性能检测设备的研究现状
• 1.4 课题的提出及意义
• 1.5 本文的主要研究内容
• 第二章 蓄电池的基本理论
• 2.1 蓄电池的工作原理
• 2.2 蓄电池的电动势和开路电压
• 2.3 蓄电池的内阻及影响因素
• 2.3.1 蓄电池的内阻
• 2.3.2 蓄电池内阻的影响因素及特点
• 2.4 蓄电池的容量及影响因素
• 2.4.1 蓄电池的容量
• 2.4.2 蓄电池实际容量的影响因素
• 2.5 蓄电池的温升
• 2.6 蓄电池的充放电特性及影响因素
• 2.6.1 充放电中的电压变化分析
• 2.6.2 充放电电流对端电压的影响
• 2.7 蓄电池的充电电量接受特性及影响因素
• 2.7.1 蓄电池的充电电量接受特性
• 2.7.2 蓄电池充电接受能力的影响因素
• 第三章 蓄电池性能测试方案
• 3.1 容量测试方案
• 3.1.1 容量测试常用方法简介
• 3.1.2 容量测试方案的确定
• 3.2 内阻测试方案
• 3.2.1 内阻测量方法简介
• 3.2.2 内阻测试方案的确定
• 第四章 试验台的软硬件设计及实现
• 4.1 硬件设计
• 4.1.1 硬件电路总体设计方案
• 4.1.2 主电路系统的电路设计
• 4.1.3 控制系统的电路设计
• 4.1.4 主要元器件的选型及参数
• 4.1.5 其它硬件设计实物图
• 4.2 软件设计方案
• 4.2.1 应用软件模块化的设计方案
• 4.2.2 主要功能模块的控制流程
• 第五章 试验分析
• 5.1 某厂家12V-110AH 铅酸动力蓄电池试验
• 5.1.1 获取修正系数放电试验
• 5.1.2 恒流—端电压测量法与放电实验法对比性分析
• 5.2 某厂家12V-135AH 铅酸启动蓄电池试验
• 5.2.1 获取修正系数放电试验
• 5.2.2 恒流—端电压测量法与放电实验法对比性分析
• 结论及展望
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢