本文選題：電動(dòng)摩托車(chē) + 串并轉(zhuǎn)換�。� 參考：《西南大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：隨著中國(guó)城市規(guī)模持續(xù)擴(kuò)張,私人交通領(lǐng)域快速增長(zhǎng)的轎車(chē)需求正在將越來(lái)越多的大中城市推向交通能力的極限,電動(dòng)摩托車(chē)以操作快捷、停靠方便、無(wú)污染、無(wú)噪聲且價(jià)格相對(duì)便宜等優(yōu)點(diǎn),成為最貼近人的實(shí)際需求的一種交通工具,其全國(guó)保有量巨大。文獻(xiàn)研究表明:目前電動(dòng)摩托車(chē)市場(chǎng)存在電池壽命短、電池SOC估算誤差大、續(xù)駛里程不真實(shí)等問(wèn)題,其原因主要是電池組沒(méi)有細(xì)致的系統(tǒng)管理,長(zhǎng)期處于過(guò)充、過(guò)放狀態(tài),從而導(dǎo)致電池組性能快速下降或者電池故障報(bào)廢。因此,設(shè)計(jì)出一款適用于電動(dòng)摩托車(chē)的電池管理系統(tǒng)對(duì)我國(guó)電動(dòng)摩托車(chē)市場(chǎng)的意義重大。為解決以上問(wèn)題,本文針對(duì)電動(dòng)摩托車(chē)的動(dòng)力源一鉛酸蓄電池組提出一種電池管理系統(tǒng)。鉛酸電池組是由4塊12V的鉛酸蓄電池串聯(lián)而成,該管理系統(tǒng)以單片機(jī)為控制核心,由充電主電路、數(shù)據(jù)采集電路、保護(hù)電路、顯示電路、存儲(chǔ)電路和報(bào)警電路組成。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)針對(duì)單體電池間的不一致性影響電池組壽命的問(wèn)題,本文通過(guò)研究常見(jiàn)均衡充電方式,提出了一種基于串并切換法的均衡方式-并聯(lián)均衡方式。這種方式使串聯(lián)電池組實(shí)現(xiàn)了并聯(lián)充電,串聯(lián)放電,實(shí)現(xiàn)了單體電池間的均衡,抑制了電池組的“水桶效應(yīng)”,是最適合于電動(dòng)摩托車(chē)結(jié)構(gòu)緊湊、成本低的設(shè)計(jì)原則的均衡方式。(2)針對(duì)電動(dòng)摩托車(chē)用電池續(xù)駛里程不真實(shí)、剩余電量誤差大的問(wèn)題,本文通過(guò)研究常見(jiàn)剩余電量估算方式,提出開(kāi)路電壓法結(jié)合安時(shí)計(jì)算法,同時(shí)考慮鉛酸蓄電池容量影響因素,實(shí)現(xiàn)了剩余電量的有效矯正,降低了估算誤差,實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確估算。(3)在硬件設(shè)計(jì)方面,本系統(tǒng)采用單片機(jī)作為主控制器,同時(shí)選用低成本高性能元器件完成系統(tǒng)設(shè)計(jì),主要控制電池組以最佳充電規(guī)律充電,完成電壓、電流和溫度的精確檢測(cè),并設(shè)計(jì)了可靠的保護(hù)及故障報(bào)警系統(tǒng);本系統(tǒng)通過(guò)總線(xiàn)與上位機(jī)連接,便于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)信息傳遞和反饋。(4)在軟件設(shè)計(jì)方面,本系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成了主控制器程序以及各主要模塊的程序設(shè)計(jì)。由于本系統(tǒng)采用串并自動(dòng)轉(zhuǎn)換電路,無(wú)論電池組串聯(lián)或并聯(lián)時(shí),都能實(shí)時(shí)檢測(cè)到各單電池的狀態(tài),并保存在存儲(chǔ)器里,所以,通過(guò)對(duì)電池狀態(tài)的分析能完成各單電池的壽命預(yù)測(cè)。(5)通過(guò)MALTAB對(duì)所設(shè)計(jì)的電動(dòng)摩托車(chē)電池管理系統(tǒng)進(jìn)行了仿真,并進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析。仿真結(jié)果表明,成功實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)功能。試驗(yàn)結(jié)果表明,本文設(shè)計(jì)的電池管理系統(tǒng),能夠很好地實(shí)現(xiàn)電池管理系統(tǒng)的電壓檢測(cè)、電流檢測(cè)、溫度檢測(cè)、計(jì)算、電池過(guò)充電保護(hù)、欠電壓保護(hù)、大電流保護(hù)、高溫報(bào)警等功能,達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。
[Abstract]:With the continuous expansion of Chinese cities, the rapidly growing demand for cars in the field of private transport is pushing more and more large and medium-sized cities to the limit of their traffic capacity. Electric motorcycles are operated quickly, docked conveniently and without pollution. Noise free and relatively cheap price, become the closest to the actual needs of a vehicle, its national capacity is huge. The research shows that the battery life is short, the estimation error of battery SOC is large, the driving mileage is not true and so on. The main reason is that the battery pack has no careful system management, and it is overcharged and overdischarged for a long time. This results in a rapid decline in battery performance or battery failure. Therefore, the design of a battery management system for electric motorcycles is of great significance to the market of electric motorcycles in China. In order to solve the above problems, a battery management system is proposed for the lead-acid battery, the power source of electric motorcycles. The lead-acid battery pack is composed of four 12V lead-acid batteries in series. The management system is composed of main charging circuit, data acquisition circuit, protection circuit, display circuit, storage circuit and alarm circuit. The main research contents are as follows: (1) aiming at the problem that the inconsistency between the single cell affects the battery life, this paper proposes a parallel equalization method based on the series-parallel switching method by studying the common equalization charging methods. In this way, series batteries can be charged in parallel, discharge in series, balance between single cells can be realized, and the "bucket effect" of battery pack can be restrained, so it is the most suitable for electric motorcycle with compact structure. (2) in view of the problem that the battery continuous mileage of electric motorcycle is not true and the error of residual quantity is large, this paper puts forward the open-circuit voltage method combined with the ampere-hour calculation method by studying the common methods of estimating residual electricity quantity. At the same time, considering the influence factors of the capacity of lead-acid battery, the residual power can be corrected effectively, the estimation error is reduced, and the accurate estimation is realized. (3) in the hardware design, the single-chip microcomputer is used as the main controller in the system. At the same time, the components with low cost and high performance are selected to complete the system design. The battery pack is mainly controlled to charge with the best charging rule, and the accurate detection of voltage, current and temperature is completed, and a reliable protection and fault alarm system is designed. The system connects with the host computer through the bus, which is convenient to realize the real-time information transmission and feedback. (4) in the software design, the main controller program and the program design of the main modules are completed. Because the system adopts series-parallel automatic conversion circuit, whether in series or in parallel, the state of each single cell can be detected in real time and stored in memory. The battery life prediction can be completed by analyzing the battery state. (5) the battery management system of electric motorcycle is simulated by MALTAB and the data is analyzed. The simulation results show that the system functions are realized successfully. The test results show that the battery management system designed in this paper can achieve the battery management system voltage detection, current detection, temperature detection, calculation, battery overcharge protection, under-voltage protection, high-current protection, High temperature alarm and other functions, meet the design requirements.
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：U483

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本文編號(hào)：2068099