電動教練車的電池管理與控制系統(tǒng)研究.pdf

1、為了響應(yīng)國家對新能源行業(yè)的支持，并解決目前燃油教練車存在的油耗高和尾氣排放嚴重等問題，越來越多的燃油教練車被改造成純電動教練車。與目前新能源汽車相同，電動教練車的核心也是電池管理系統(tǒng)。由于教練車在科目訓練中處于頻繁的起動、加速和上坡，以及減速、下坡和制動狀態(tài)，直流母線側(cè)正反兩個方向的大電流嚴重影響蓄電池壽命。所以研究適用于電動教練車的電池管理與控制系統(tǒng)，對新能源和駕培行業(yè)的發(fā)展具有重要意義。
　　本文研究的電動教練車電池管理系統(tǒng)是

2、在蓄電池單獨供電的基礎(chǔ)上，加入超級電容與其組成復合能源，設(shè)計雙向DC/DC變換器實現(xiàn)對電池管理系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測和控制，進而防止蓄電池的短時間大電流充放電，延長其使用壽命。本文的主要工作總結(jié)如下：
　?。?）系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)選擇及可行性分析
　　通過對不同雙向DC/DC變換器的分析，選擇雙向半橋式Buck/Boost變換器作為電動教練車電池管理系統(tǒng)的主拓撲。分析了復合電源系統(tǒng)的可行性、系統(tǒng)的工作模式以及變換器兩種狀態(tài)下的工作原理。<

3、br>　?。?）系統(tǒng)模型的建立及控制器的設(shè)計
　　通過對比分析三種不同超級電容電路等效模型的優(yōu)缺點，選擇了一階非線性模型，并對超級電容的充放電特性進行仿真研究；利用狀態(tài)空間平均法分別建立了變換器工作在升壓和降壓兩種狀態(tài)下的數(shù)學模型，推導出了兩個狀態(tài)下的控制占空比到電感電流的傳遞函數(shù)；選擇合適的 PI參數(shù)，設(shè)計兩個獨立工作的 PI控制器，實現(xiàn)對系統(tǒng)的閉環(huán)控制，提高了系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度及動態(tài)響應(yīng)性能。
　?。?）系統(tǒng)軟硬件設(shè)計

4、　　根據(jù)系統(tǒng)的指標要求，完成電動教練車的電池管理與控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計。采用DSP TMS320F28335作為系統(tǒng)主控芯片，對系統(tǒng)主電路、驅(qū)動電路、電流電壓采樣及調(diào)理電路、過流過壓保護電路以及輔助電源進行設(shè)計，并計算了主電路的關(guān)鍵參數(shù)；在 CCS開發(fā)環(huán)境下完成系統(tǒng)的軟件設(shè)計，主要包含對系統(tǒng)主程序、中斷服務(wù)子程序以及PI控制子程序等的設(shè)計。
　　（4）系統(tǒng)仿真及實驗測試驗證
　　在 MATLAB/Simulink中分別搭建了