【硕士论文】_电动车电池组的高压控制.pdf

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1、=l匕隽工业大学硕±学位论文第一章绪论1．1课题的背景及意义简介随着人们环境意识的不断提高，加之石油资源的菲可再生性，世界石油资源的存量逐渐减少，环境闯题与交逶能源成为2量世纪全球蘑睡的重大挑战，同时也是制约汽车工业可持续发展的症结所在。世界石油化工能源面临供应短缺，根据美国能源部和世界能源理事会预测，全球石化类能源的可开采年限分别为石油39年、天然气60年、煤2n年，主要分布在美国、加拿大、俄罗斯和中东地区。美国能源部研究预测，2020年以后，全球石油需求与常规石油供给之闻将出现净缺口，2050年供需缺豳将达到每年5∞亿桶，几乎相当于2000年世界石

2、油总产量的两倍。中国是石油资源相对贫乏的国家，“石油的稳定供给不会超过20年"。国家发展和改革委员会的研究表明，导致我国今后石油消耗的主要因素将来自予包括汽车在内的交遥领域，到2020年，汽车消耗的能源将占到石油总量的50％，届时的嚣油依存度将超过60％。同时大量的石化类交通能源消耗导致了严重的环境污染，其中燃油汽车排放的废气C02，CO，N02以及烟尘严重污染了城市的环境，同时大气层C02(据统计全世界20％的C02来源予汽车燃料燃烧所产生的废气)浓度的提高，使褥全球气候变暖，对整个地球的生态环境造戚了难以量化麴毁坏。联合国开发计划署的《中国人类发展

3、报告》指出，目前全球20个空气污染最严重的城市中，中国占16个。在环境和能源的双重压力下，电动车(EV)作为～种绿色智能高效的交通工具，它的生产和应用有效地解决了能源和环境可持续发展的问题，电动汽车重新成为世界各晷尤其是发达重家研究的重点，电动汽车的应用前景广阔酗¨棚。电动车成为世界各豳著名汽车制造商的开发热点。电动汽车技术在各国政府以及各大汽车公司的推动下得到了迅速发展。1991年美国能源部与三大汽车公司(戴姆勒一克菜斯勒、福特、通用)共同成立的先进电池联合体UNl程DS露盯嚣SA淡璐夺fCEDB栅RYCCINSO姗MⅣSABC)，致力于研究和发震先

4、进豹电动车能源系统，建立了专f1从事电池及管理系统的测试、试验等研究的实验室和研究机构。之后，全世界汽车制造厂家纷纷开发并推广使用电动车。于是由于电动车的蓬勃发展和其远大的前景，促进了电池及其管理技术的发展，世界各大汽车公镯纷纷投叠资并采取结盟的方式研究各种类型的电池。在电动汽车发展的同时，电池管理技术也取褥了长足的进步。日本青森工业研究中心从1997年开始至今，仍在持续进行电池管理系统(BMS)实际应用的研究；美国Ⅵllanova大学和USNanoco∞公司已经合作多年对各种类型的电池s0C进行基于模糊逻辑的预测；丰团、本豳以及通用汽车公司等都把BM

5、S纳入技术开发的重点。对于我禽来说，电动汽车的研发还是赶超世晁汽车强国的唯一出路。国际电动车辆技术当前的发展状况主要表现为：纯电动车辆技术日臻成熟，在特定区域推广应用，等待发展机遇；混合动力汽车技术渐趋完善，进入商业亿推广阶段；燃料电池汽车技术处予新的突破翦期，正在成为新的研发热点。经过“夕℃五"、“九五"和“十五”豹技术公j艺方工业大学硕士学位论文关，我国在电动汽车整车及零部件也取得了显著进展，同时对电池管理系统以及充电机系统进行了长期深入的研究开发，在BMS方面取得很大的突破，与国外水平也较为接近，研制产品在纯电动和混合动力电动车上褥到大量使用，部

6、分关键技术已处于国际领先水平。但电池管理技术还并不成熟，电动汽车的发展及产业化，对动力蓄电池管理系统将具有巨大的市场需求，同时技术上也将提出更高的要求酗¨韶。为了改善电动汽车的动力性和能量利用率，动力蓄电池的电压越来越高，由原来的几十伏上升到现在的几西伏，所以需要配备专门的系统来管理高压系统的安全。在电动汽车上不但需要配备专门的车载高压电安全管理系统，而且还应该设计专门的安全测试系统来监测车载高压电安全管理系统，以迸行安全状况监测。根据电动车辆的实际结构和电路特性，本文设计了高压电安全测试系统，戆够监测电动汽车高压电系统的绝缘状态及检测高压工作的可靠性

7、。1．2电动汽车高压系统发展现状电动汽车包括纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车。图l一1是燃料电池汽车高压系统结构图。它由两组高压系统组成；一组是蓄电池组构成的高压系统，另一组是由燃料电池发动机、DC．Ⅸ构成的高压系统。所以分别采用蓄电池自动断路器和燃料电池自动断路器来管理。图中列出的电池管理器负责对电池组参数进行采样并且按照一定的算法对电池的剩余电量进行预测，向动力总成控制单元汇报作为整车控制策略依据。动力总成控制单元是整车系统的核心部分，通过CAN总线通讯获得其它控制器提供的信息并且综合这些信息进行整车能量分配和安全管理。图l～l离压系统结构图

8、北方工业大学颈±学位论文电动汽车高压系统检测参数及要求：对予电动汽车的高压电系统和自动断路器的