Система контроля и управления источником энергии тягового привода электромобиля

• Автор: Хечинашвили, Александр
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 175 с. : ил.

* Оглавление
Глава 1. Перспективы развития электромобилей
1.1. Электромобиль как вид электрического транспорта
1.2. Причины появления электромобилей
1.2.1. Трудности в эксплуатации электромобилей
1.3. Основные промышленные типы электрохимических аккумулирующих систем для тягового электропривода
1.3.1. Общие сведения
1.3.2. Никель-кадмиевая электрохимическая система
1.3.3. Никель-металлгидридная электрохимическая сис-
% тема
1.3.4. Свинцово-кислотная электрохимическая система
1.3.5. Литий-ионная электрохимическая система
1.4. Выбор электрохимической системы для тягового привода электромобиля
1.4.1. Обоснование выбора источника энергии
1.4.2. Выбор литий-ионного аккумулятора для батареи тягового привода электромобиля
Выводы по Главе
Глава 2. Функционирование литий-ионных аккумуляторов и
батарей
2.1. Особенности эксплуатации литий-ионных аккумуля-
* торов
2.1.1. Заряд литий-ионных аккумуляторов
2.1.2. Разряд литий-ионого аккумулятора
2.1.3. Температурная устойчивость литий-ионных аккумуляторов
2.1.4. Короткое замыкание литий-ионных аккумуляторов
2.2. Формирование подходов проектирования системы контроля и управления батареей литий-ионных аккумуляторов
2.2.1. Общие принципы построения системы контроля и управления
2.2.2. Структура системы контроля и управления тяговой батареей химических аккумуляторов электромоц биля
2.2.2.1. Общие подходы к формированию протокола
обмена Master-Slave

2.22.2. Общие подходы к формированию протокола
обмена Маз1ег-ЦУЭ
2.2.2.З. Общие подходы к формированию протокола
обмена Модуль защиты-ЦУЭ
2.3. Методика измерений параметров аккумуляторной батареи тягового привода электромобиля и их регулирование. Функции и зависимости
2.3.1. Измерение напряжения аккумуляторов литий-ионной тяговой батареи
2.3.1.1. Методы реализации деления в цифровых вычислительных устройствах
2.3.1.2. Пороговые значения напряжений на аккумуляторе
2.3.2. Динамическое определение конечного разрядного напряжения аккумуляторов батареи
2.3.3. Нивелирование напряжений аккумуляторов тяговой батареи электромобиля
2.3.4. Измерение температуры аккумуляторов литий-ионной тяговой батареи
2.3.5. Измерение давления в литий-ионных аккумуляторах
2.3.5.1. Пороговые датчики давления
2.3.5.2. Аналоговые датчики давления
2.3.6. Регулирование величины зарядного, разрядного
тока и напряжения тяговой аккумуляторной батареи
2.3.6.1. Проектирование пропорциональноинтегрального регулятора
2.3.6.2. Алгоритм цифрового ПИ-регулятора
2.4. Защита батареи тягового привода электромобиля в случае отказа системы контроля и управления
2.4.1. Диагностика ведомых устройств системы контроля
и управления
2.4.2. Диагностика ведущего устройства системы контроля и управления
Выводы по Главе
Глава 3. Схемотехнические решения и исследование составляющих системы контроля и управления
3.1. Способы построения системы измерения напряжения литий-ионных аккумуляторов батареи. Сравнение,
выводы
3.1.1. Измерение напряжений аккумуляторов батареи ме-

$ то дом цепочки резистивных делителей
3.1.2. Измерение напряжений аккумуляторов батареи методом коммутации измерительных выводов
3.1.3. Сравнение способов измерения напряжений
3.2. Построение системы нивелирования напряжений литий-ионной аккумуляторной батареи
3.3. Методы измерения тока силовой цепи литий-ионной аккумуляторной батареи тягового привода электромобиля
3.3.1. Индуктивный датчик тока
3.3.2. Измерение тока с помощью шунта
3.3.3. Сравнение и выбор метода измерения тока силовой цепи тяговой батареи электромобиля
3.4. Макетные испытания программно-аппаратного ПИрегулятора
3.5. Испытания системы защиты аккумуляторной батареи
при отказе системы контроля и управления
Выводы по Главе 3
Глава 4. Физическая реализация системы контроля и управления литий-ионной тяговой аккумуляторной батареей
4.1. Функциональное решение по проектированию системы контроля и управления секцией аккумуляторной батареи
4.2. Выбор элементной базы системы контроля и управления секцией аккумуляторов батареи
^ 4.2.1. Выбор элементной базы устройства для контроля
параметров секции аккумуляторной батареи
4.2.2. Выбор элементной базы верхнего уровня системы
контроля и управления аккумуляторной батареей
4.3. Секция контроля и управления аккумуляторной батареей электромобиля. Схема электрическая принципиальная
Выводы по Главе
Заключение
Библиографический список использованных источников
Перечень используемых терминов
Приложение 1. Структура системы контроля и управления тяговой батареей электромобиля
Приложение 2. Сообщения системы контроля и управления
^ тяговой батареей электромобиля
Приложение 3. Подпрограмма цифрового ПИ-регулятора

аккумуляторы емкостью 10, 50, 80, 90, 92, 100, 150, 200, 300, 500, 600, 1000, 9000, 10000 А-ч. Из данного ряда требуется выбрать аккумуляторы той емкости которые будут удовлетворять изложенным выше ограничениям по выбору источника тока тягового привода электромобиля.
Рассмотрим ряд литий-ионных аккумуляторов приведенных в табл.1.2.
Таблица 1.2. Краткая номенклатура литий-ионных аккумуляторов Thunder Sky
Тип аккумулятора Номинальная емкость, А-ч Номинальное напряжение, В Масса, кг Габаритный размер, мм
TS-LCP50AHA 50 3,6 1,6 190x116x46
TS-LCP92AHA 92 3,6 2,3 265x115x43
TS-LCP100AHA 100 3,6 3,3 220x145x61
TS-LCP150AHA 150 3,6 5,3 285x182x71
Номинальная энергия аккумуляторной батареи вычисляется по формуле:
Ен = ^нбат ' К ' ^ = иийат ' Сн (1,2),
где, иибат- номинальное напряжение батареи, /„ - номинальный ток батареи, Сн - номинальная емкость аккумулятора.
Количество последовательно соединенных аккумуляторов в батарею:
Ыак=^ (1.3),
и н
где, ин - номинальное напряжение аккумулятора батареи.
Масса батареи вычисляется по формуле:
мб,т = Кт-тт (1.4),
где, так - документированная масса аккумулятора батареи.
Подставляя данные о количестве энергии и данные в соответствии с табл. 1.2, в формулы (1.2), (1.3), (1.4), получаем следующие результаты предварительного выбора аккумуляторной батареи состоящей из последовательно соединенных литий-ионных аккумуляторов (табл. 1.3).