本文關(guān)鍵詞：特種車輛電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

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【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,高耗能、高排放的粗放式經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式給環(huán)境帶來了很多問題。各國都在尋求利用清潔能源來減少對環(huán)境的不利影響。民航業(yè)也承擔(dān)著節(jié)能減排的重任。隨著民航系統(tǒng)節(jié)能減排的進(jìn)行和對全國65個(gè)大中小機(jī)場單位提供的購買時(shí)間等信息進(jìn)行整理,發(fā)現(xiàn)05年之前的車輛占所有車輛的比例為24%,接近四分之一,有很大的替換前景。機(jī)場各種各樣的特種車輛需要相應(yīng)配套的電池管理系統(tǒng),同時(shí)針對不同車輛電池類型對電池管理系統(tǒng)做相應(yīng)的調(diào)整。電池管理系統(tǒng)是連接車輛能量和動力輸出的紐帶,它對提供能量的電池組進(jìn)行安全監(jiān)控的同時(shí),可以對電池組的充放電的安全性有效控制,可以增加特種車輛續(xù)航里程、延長使用壽命、降低運(yùn)行成本。針對機(jī)場特殊的工況環(huán)境和民航特種車輛的運(yùn)行特點(diǎn),專家對電動特種車輛的電池管理系統(tǒng)提出了具體的要求。本文設(shè)計(jì)出一套民航特種車輛電池管理系統(tǒng)。首先研究討論的各相關(guān)評估參數(shù)對電池電量影響,以及研究國外針對磷酸鐵鋰電池所建立起來的電池模型及其電池特性,繼而研究了電池完全充電次數(shù)、在線SOC估計(jì)、功率計(jì)量、電池輸出功率預(yù)測等原理及其算法,并結(jié)合特種車輛的特點(diǎn)提出了適合本設(shè)計(jì)的計(jì)算算法。在SOC的估計(jì)上結(jié)合特種車輛運(yùn)行的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了在線參數(shù)識別估計(jì)的卡爾曼濾波算法,然后設(shè)計(jì)了以STM32F103VET6為核心的特種車輛電池管理系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì),整個(gè)硬件電路按照不同功能劃分了不同的模塊包括電源電路的設(shè)計(jì)、信號采集調(diào)理電路、數(shù)據(jù)存儲電路、通信電路的設(shè)計(jì),給出了每個(gè)模塊的設(shè)計(jì)方案和具體的電路原理圖。最后在Keil uVision4上完成個(gè)功能軟件部分的編寫和操作系統(tǒng)UC/OS的移植,編寫與調(diào)試,使各個(gè)模塊整體合理運(yùn)作。完成整套系統(tǒng)后和專業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行對比試驗(yàn),整套系統(tǒng)的滿足了設(shè)計(jì)的要求。
【關(guān)鍵詞】：電池管理系統(tǒng) 硬件 算法 操作系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：中國民航大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V351.35
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.0 課題研究背景及意義10-12
• 1.1 電池發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 國外電池發(fā)展?fàn)顩r12-13
• 1.2.2 國內(nèi)電池發(fā)展?fàn)顩r13-14
• 1.2 電池管理系統(tǒng)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 電池管理系統(tǒng)和充電機(jī)通訊協(xié)議的規(guī)定15-16
• 1.4 本課題的主要工作和內(nèi)容16
• 1.5 本文的結(jié)構(gòu)16-18
• 第二章 特種車輛電池管理系統(tǒng)應(yīng)用理論研究18-31
• 2.1 電池相關(guān)參數(shù)的研究18-21
• 2.1.1 完全充電次數(shù)的計(jì)量21
• 2.2 在線模型參數(shù)估計(jì)21-27
• 2.2.1 電池模型的建立21-23
• 2.2.2 電池模型參數(shù)離線估計(jì)23-24
• 2.2.3 電池模型參數(shù)在線估計(jì)24-25
• 2.2.4 仿真與測試25-26
• 2.2.5 在線SOC估計(jì)流程26-27
• 2.3 充入電量的統(tǒng)計(jì)27-29
• 2.4 功率預(yù)測29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第三章 特種車輛電池管理系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)31-40
• 3.1 系統(tǒng)電源電路的設(shè)計(jì)32-33
• 3.1.1 基礎(chǔ) 5V電源的設(shè)計(jì)32
• 3.1.2 3.3V電源的設(shè)計(jì)32-33
• 3.1.3 ±15V電源設(shè)計(jì)33
• 3.2 信號調(diào)理電路的實(shí)現(xiàn)33-34
• 3.2.1 單體電壓采集電路33-34
• 3.3 數(shù)據(jù)存儲電路的設(shè)計(jì)34-35
• 3.4 串口通信模塊電路設(shè)計(jì)35-36
• 3.4.1 串口波特率的控制35
• 3.4.2 收發(fā)控制35-36
• 3.5 CAN總線通訊36
• 3.6 實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路36-38
• 3.6.1 RTC工作過程37-38
• 3.7 系統(tǒng)顯示電路的設(shè)計(jì)38-39
• 3.8 JTAG接口電路39
• 3.9 本章小結(jié)39-40
• 第四章 特種車輛電池管理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)40-47
• 4.1 軟件開發(fā)環(huán)境40
• 4.2 系統(tǒng)移植40-41
• 4.3 總體任務(wù)劃分41-42
• 4.3.1 控制板任務(wù)42
• 4.4 數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì)42-45
• 4.4.1 定時(shí)器觸發(fā)43-44
• 4.4.2 定時(shí)器時(shí)鐘44-45
• 4.5 數(shù)據(jù)處理及算法程序設(shè)計(jì)45-46
• 4.6 軟件抗干擾的設(shè)計(jì)46
• 4.7 本章小結(jié)46-47
• 第五章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及誤差分析47-51
• 5.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果48-50
• 5.2 誤差分析50
• 5.3 本章小結(jié)50-51
• 第六章 總結(jié)和展望51-52
• 總結(jié)51
• 展望51-52
• 參考文獻(xiàn)52-55
• 致謝55-56
• 作者簡介56

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本文編號：731817