智能型蓄电池组充放电监控系统的设计

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1、上海交通大学硕士论文论文题目：智能型蓄电池组充放电监控系统的设计学位类别：工程硕士学科专业：电气工程作者姓名：吴骐导师姓名：曼苏乐副教授完成时间：2014年2月I万方数据摘要在当今世界能源日益短缺、新能源技术迅速发展的大趋势下，如何高效的利用能源、转化能源已成为各国科研工作者研究的热门课题。现在大存储容量的蓄电池组能源系统已经广泛应用到许多行业，如新能源电动汽车、UPS、发电厂及变电站直流系统等；为了让蓄电池组合理的运行，需要对蓄电池组的充电系统建立一套合理高效的方法，并能实时监测单体蓄电池的各种运行参数，包括充放电压、充放电流及单体电池的温度变化，从而准确找出有问题

2、的电池，及时更换，避免影响蓄电池组中其它单体蓄电池，可以延长蓄电池组的使用寿命，并能提高应用系统的可靠性。本文以常用的铅酸蓄电池为范例，搭建了小型的蓄电池管理系统，验证了该系统的可行性。本文设计了蓄电池组充放电系统的总体结构，包括下位机各节点子系统，CAN总线通信模块及上位机在线监控系统。节点子系统以嵌入式PIC16F877单片机为核心，现实了数据采集、充电过程控制和通信等功能;设计开发了CAN总线通信系统进行节点与上位机的通信；采用VB语言设计开发了上位机监控程序，能对各点参数进行显示的同时分析各节点参数，同时对各节点发出相应的控制指令。在系统硬件搭建完成后，根据蓄

3、电池的内部特性，建立了蓄电池充电过程的数学模型，提出了对充电过程的两种模糊PID控制算法，将其测试结果与传统的PID控制算法相互对比，其仿真结果证实了所提模糊PID控制算法的有效性，故本系统采用混合型模糊PID控制算法进行控制。关键词：模糊控制，PID控制，蓄电池充电，CAN总线，在线监控II万方数据AbstractWiththedevelopmentoftechnology,peopleincreasingfocusonthebatteryenergysystemwithlargestoragecapacity.Thesystemhasbeenwidelyusedi

4、nmanyfieldssuchaselectricvehicles,highpowerUPS,powerplantandsubstationDCsystems,andcommunicationssystems.Accumulatorbatteriesareseriesfromacertainamountofsinglecells.Thepaperusedarationalandefficientapproachforchargingsystem,aswellasdetectedchargeanddischargeparametersofeachsinglebatter

5、yandaccumulatorbatterywhichincludedvoltage,electriccurrentandincreasingoftemperature.Asaresult,wecanfindthedamagedorsignificantlyperformancedecreasedbatteriesintime.Furthermore,thetwomethodsplayanimportantroleonthereliabilityofextendingbatterylifeandreducingcosts.Thepaperuse12Vbatteryto

6、buildasmallsystemandverifythefeasibilityofthesystem.Thepaperdesignedtheholisticstructureofbatterychargeanddischargesystem,includingPCnodesubsystem,CANcommunicationmodule,andonlinecontrollingsystem.NodesubsystemusedPIC16F877embeddedsingle-chipasthecoretocompletefunctions,suchasdatacollec

7、tion,chargingprocesscontrolment,andcommunications.Moreover,thepaperdesignthethecommunicationbetweennodeandPCinCANcommunicationsystem.Furthermore,thepaperdevelopPCcontrollingprogrambyVBtoshowandanalyzetheparameter.nodeswiththeorderforeachnode.Accordingtotheinternalcharacteristic