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HEV动力电池性能测试系统的研究与设计

作　者: 王宏志
导　师: 武俊峰
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 动力电池 数字处理器 CAN总线 虚拟仪器
分类号: TM910
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 206次
引　用: 2次
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内容摘要


随着社会的发展,能源、环保等问题日益突出,混合动力汽车作为一种绿色高效的交通工具,已在世界范围内成为新兴产业,动力电池作为辅助能源,是混合动力汽车驱动系统的重要组成部分,其性能好坏直接影响电动汽车的性能。研究动力电池的充放电特性,测试动力电池在不同使用条件下的工作性能,对保证动力电池合理使用、提高充放电效率以及开发性能更强的动力电池具有重要的理论意义和工程应用价值。介绍动力电池性能参数,以镍氢动力电池作为研究对象,分析电池的工作原理、充放电特性以及不同充放电方式对电池余量的影响,设计适合测试系统的电池剩余容量估算方案。设计测试系统的硬件功能模块,将测试系统分为电池组采样模块和总控模块。电池组采样模块通过MSP430单片机采集电池电压和温度信息,以CAN总线方式与总控模块通信。总控模块负责采集电池总电压与总电流,计算电池余量、故障报警以及保存系统参数,将所有电池数据汇总后传给上位机。以C语言为基础,结合不同控制芯片的编程特点,设计程序采集电池的电压、电流和温度数据,通过数字滤波算法提高采样精度。编写CAN通信程序,实现总控模块与电池组采样模块的通信。增强数据通信时的纠错能力,保证与上位机通信的稳定性。利用虚拟仪器技术,通过LabVIEW软件设计电池信息显示界面,使系统具有数据保存和文档输出功能,为动力电池性能分析提供依据。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-12
第1章 绪论  12-21
  1.1 电动汽车概述  12-15
    1.1.1 电动汽车的分类及特点  13-14
    1.1.2 电动汽车的国内外发展情况  14-15
  1.2 动力电池性能测试系统概述  15-19
    1.2.1 动力电池检测系统的发展情况  15-17
    1.2.2 动力电池性能测试系统的功能  17-19
  1.3 本文研究的目的意义及主要内容  19-21
    1.3.1 本文研究的目的和意义  19
    1.3.2 本文研究的内容  19-21
第2章 动力电池充放电特性及SOC 的研究  21-33
  2.1 混合动力汽车电池的开发  21-23
    2.1.1 混动力汽车电池的种类  21-22
    2.1.2 国内外镍氢动力电池的开发  22-23
  2.2 镍氢动力电池的性能分析  23-25
    2.2.1 镍氢电池工作原理  23-24
    2.2.2 电池的性能参数  24-25
  2.3 镍氢动力电池充放电特性  25-27
    2.3.1 镍氢电池充电特性  25-26
    2.3.2 镍氢电池放电特性  26
    2.3.3 镍氢电池温度特性  26-27
  2.4 镍氢电池剩余容量SOC 的研究  27-32
    2.4.1 镍氢电池剩余容量SOC 定义  27-29
    2.4.2 影响电池剩余容量的因素  29-30
    2.4.3 镍氢电池SOC 估算方法  30-31
    2.4.4 本文所采用的SOC 估算方法  31-32
  2.5 本章小结  32-33
第3章 电池检测系统硬件设计  33-50
  3.1 电池检测系统的组成  33-34
  3.2 总电压和总电流的测量  34-35
  3.3 电池组数据采集模块的硬件设计  35-43
    3.3.1 电池组数据采集模块的硬件结构  35
    3.3.2 MSP430F149 单片机外围电路设计  35-38
    3.3.3 电压检测电路设计  38-41
    3.3.4 温度检测电路设计  41-42
    3.3.5 CAN 通讯接口设计  42-43
  3.4 总控系统的硬件设计  43-47
    3.4.1 总控系统的硬件结构  43-44
    3.4.2 TMS32LF2407 数字处理器的简介  44-45
    3.4.3 数字处理器外围电路设计  45-47
  3.5 与上位机之间的接口设计  47-48
  3.6 硬件抗干扰  48-49
  3.7 本章小结  49-50
第4章 检测系统的软件设计  50-59
  4.1 电池组采样模块的软件流程  50-51
  4.2 A/D 模块的软件设计  51-54
    4.2.1 多路转换的软件设计  51-52
    4.2.2 A/D 采样的软件滤波  52-54
  4.3 通信软件设计  54-57
    4.3.1 CAN 总线通信的软件设计  54-56
    4.3.2 DSP 与上位机通信的软件设计  56-57
  4.4 软件抗干扰  57-58
  4.5 本章小结  58-59
第5章 基于 LabVIEW 的上位软件设计  59-66
  5.1 虚拟仪器技术的发展  59-60
  5.2 软件系统的总体设计  60-61
  5.3 软件模块的设计  61-65
    5.3.1 与下位机通信模块  61-62
    5.3.2 实验数据显示模块  62-63
    5.3.3 实验数据保存模块  63-64
    5.3.4 文件输出  64-65
  5.4 本章小结  65-66
结论  66-67
参考文献  67-70
攻读学位期间发表的学术论文  70-71
致谢  71

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 独立电源技术（直接发电） > 一般性问题
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