纯电动试验车及其相关技术研究

论文摘要

纯电动汽车作为真正意义上的节能、环保交通工具，在经历了100多年风风雨雨后的今天又重新被人们所重视。 为了研究燃油汽车与纯电动汽车的异同点，探索纯电动汽车的设计方法及其相关技术，本文完成了如下工作： 将一辆轻型燃油客车改制为一辆纯电动试验车。研制了一套“电池快速装卸装置”并获国家实用新型专利。对该车进行了道路试验，并做了动力性理论计算与数据分析，得出在EV动力特性的设计上，基本上可以沿用燃油汽车的设计方法和计算公式的结论。为电动机参数的设定和选择提供了理论依据，同时为研发中型客车打下了基础。 将稀土永磁无刷直流电机应用于试验车并进行了近千公里的道路试验，结果良好。 对一种液体循环式锌-空气电池做了实验室与道路试验并进行了性能分析和评价。该电池主要有充电方便、充电过程便于自动化、可有效地提高比能量、延长EV的续驶里程等优点。缺点是内阻较大、结构复杂、技术不太成熟、离实用尚存在一定距离。 首次提出集中／分布式测控系统的概念并应用于能源管理系统的设计之中。目前测控系统分为集中式和分布式两种，而集中／分布式测控系统除了具有前两种的优点之外，还有加强了组建系统的灵活性和扩充性、增加了系统的可靠性、具有较高的性价比等优点。同时，给出了“双CAN总线”的车辆电控通信网络系统模型。 首次提出了“抽样求和”电量计算法、“等效折线”剩余电量计算法和“预置最大里程”续驶里程计算法，并研发了一种“剩余电量+续驶里程测量仪”，进行了剩余电量和续驶里程的道路测试与数据分析。剩余电量计量误差在20％左右，造成误差的主要原因是对电池在不同放电率下的实际容量测算不够准确。 首次提出“桥电容”概念并用于电池电压的隔离检测。电容在此的作用相当于一个“中间桥”，利用其可以储存电能的特性，从电池上取得电压值再转送给A／D转换器，完成电压样值的隔离采集任务。 首次提出两种“脉冲控制法”测量电池内阻。内阻是衡量电池性能的一个重

论文目录

• 第1章 绪论
• 1.1 电动汽车发展简介
• 1.2 当前国内外EV发展概况
• 1.2.1 国外概况
• 1.2.2 国内概况
• 1.3 目前EV存在的问题
• 1.4 EV技术概述
• 1.5 课题背景
• 1.6 论文创新点
• 1.7 本章小结
• 第2章 纯电动试验车改制及数据计算分析
• 2.1 改制电动试验车的目的
• 2.2 电动试验车的改制
• 2.2.1 传动系改制
• 2.2.2 制动系改制
• 2.2.3 电机冷却系统设计及改装
• 2.2.4 电气连接
• 2.3 电池更换装置
• 2.4 道路试验及数据计算分析
• 2.4.1 路试结果
• 2.4.2 数据计算与分析
• 2.5 本章小结
• 第3章 电动机技术及其研究
• 3.1 电动机技术
• 3.1.1 电动机及其分类
• 3.1.2 永磁无刷直流电动机
• 3.2 电动机控制技术
• 3.3 本章小结
• 第4章 电池技术及两种电池性能分析
• 4.1 蓄电池技术
• 4.1.1 铅酸蓄电池
• 4.1.2 镍镉电池
• 4.1.3 镍氢电池
• 4.1.4 锂离子电池
• 4.1.5 锌-空气电池
• 4.1.6 飞轮电池
• 4.2 液体循环式锌-空气电池及其性能分析
• 4.2.1 锌-空气电池工作原理
• 4.2.2 锌-空气电池的特性
• 4.2.3 道路试验
• 4.2.4 性能分析
• 4.2.5 存在问题
• 4.2.6 结论
• 4.3 铅酸电池及其性能分析
• 4.3.1 铅酸电池原理
• 4.3.2 实验室数据及性能分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 嵌入式系统及CAN总线技术
• 5.1 嵌入式系统
• 5.1.1 嵌入式系统的定义与组成
• 5.1.2 典型的嵌入式系统
• 5.1.3 嵌入式操作系统
• 5.2 嵌入式系统在本课题中的应用
• 5.2.1 单片机AT89S52
• 5.2.2 单片机P87C591
• 5.2.3 嵌入式控制器UNO-2052
• 5.3 现场总线技术
• 5.3.1 什么是现场总线
• 5.3.2 CAN总线概述
• 5.3.3 CAN总线的特点
• 5.4 CAN总线在本课题中的应用
• 5.5 本章小结
• 第6章 电池检测与电源管理技术研究
• 6.1 电池检测与管理的必要性
• 6.2 常用的电池检测方法
• 6.2.1 整组检测
• 6.2.2 单体检测
• 6.3 检测模块工作原理
• 6.3.1 模块原理图
• 6.3.2 桥电容原理
• 6.3.3 电压检测电路的设计
• 6.3.4 温度采集技术
• 6.3.5 模块地址
• 6.3.6 CAN通信
• 6.3.7 MCU工作流程
• 6.4 主控机功能
• 6.5 本章小结
• 第7章 剩余容量及续驶里程计算技术研究
• 7.1 充放电电流的测量
• 7.1.1 传感器的选型
• 7.1.2 检测电流原理
• 7.2 剩余容量计算研究
• 7.2.1 计算方法的理论推导
• 7.2.2 试验数据分析与计算
• 7.3 续驶里程计算研究
• 7.4 道路实验数据及电池性能分析
• 7.4.1 实验数据分析
• 7.4.2 电池性能分析
• 7.5 电池内阻与容量的关系及其测量法研究
• 7.5.1 内阻的概念
• 7.5.2 常用内阻检测法
• 7.5.3 脉冲控制法一
• 7.5.4 脉冲控制法二
• 7.5.5 剩余容量的测算方法
• 7.6 本章小结
• 第8章 结论与进一步研究的方向
• 参考文献
• 附录A 专利证书
• 附录B 数字电量测量仪源代码
• 附录C 读博士学位期间发表的论文与著作
• 致谢