Система контроля и управления источником энергии тягового привода электромобиля
Диссертация
Электрический транспорт по своим экологическим характеристикам значительно превосходит различные виды транспорта с тепловыми двигателями. Однако тенденции по созданию и развитию электрического транспорта предопределили преимущественное использование таких его видов, которые получают электроэнергию от системы тягового электроснабжения через контактные провода. Поэтому мобильность контактного… Читать ещё >
Содержание
- 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 система
- 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
- 2. 1. Особенности эксплуатации литий-ионных аккумуляторов
- 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 электромобиля
- 2. 2. 2. 1. Общие подходы к формированию протокола обмена Master-Slave
- 2. 2. 2. 2. Общие подходы к формированию протокола обмена Маз1ег-ЦУЭ
- 2. 2. 23. 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. 3. 1. Измерение напряжения аккумуляторов литий-ионной тяговой батареи
- 2. 4. 1. Диагностика ведомых устройств системы контроля и управления
- 2. 4. 2. Диагностика ведущего устройства 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
- 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. щ 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
Список литературы
- Толковый словарь. СПб.: Изд. Бр. Глазуновых, 1904 — 2961 с.
- Куров Б. А. Как уменьшить загрязнение окружающей среды автотранспортом. Источник: Радио Свобода 23.12.1999 24 с.
- Государственный доклад о состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 1998 г. М.: Государственный центр экологических программ, 1998 — 296 с.
- О целевой среднесрочной экологической программе города Москвы. Постановление Правительства Москвы от 25.02.2005 г. № 102.
- Таганова A.A., Бубнов Ю. И. Герметичные химические источники тока: Справочник. 2-е изд., перераб. и доп. — СПб.: Химиздат, 2002 — 176 с.
- Таганова A.A., Пак И.А. Герметичные химические источники тока: Справочник. СПб.: Химиздат, 2003 208 с.
- Таганова A.A., Бубнов Ю. И., Орлов С. Б. Герметичные химические источники тока: Справочник. СПб.: Химиздат, 2005 — 264 с.
- Таганова A.A., Семенов А. Е. Свинцовые аккумуляторные батареи: Справочник. СПб.: Химиздат, 2004 — 120 с.
- Каменев Ю.Б., Чунц Н. И., Яковлева H.A. и др. К вопросу о безопасности эксплуатации герметизированных свинцовых аккумуляторов // Электрохимическая энергетика, 2003 № 1, с.37−43.
- И. Теньковцев В. В., Центер Б. И. Основы теории и эксплуатации герметичных никель-кадмиевых аккумуляторов. JL: Энергоатомиздат, -1985−96 с.
- Кедринский И.А., Яковлев В.Т. Li-ионные аккумуляторы. Научно-популярное издание. Красноярск: «Платина», 2002 — 268 с.
- Романов В.В., Хашев Ю. М. Химические источники тока. Советское радио, 1978−264 с.
- Бут Д.А., Алиевский Б. Л. Накопители энергии. Москва: Энергоатомиздат 1991 -400 с.
- Багоцкий B.C., Скудин, М. Химические источники тока. М.: Энергоатомиздат, 1981 -360 с.
- Гинделис Я.Е. Химические источники тока (Курс лекций). Саратов: Издательство Саратовского университета, 1984 — 174 с.
- Бадаев Ф.З., Батюк В. А., Горячева В. Н. Элементы электрохимии. Химические источники тока: Уч. Пособие. МГТУ им. Баумана. М.: Изд-во МГТУ, — 1993−71 с.
- Коровин Н.В. Электрохимическая энергетика. М.: Энергоатомиздат, -1991 -263 с.
- Кедринский И.А., Дмитриенко В. Е., Грудянов И. И. Литиевые источники тока. М.: Энергоатомиздат, 1992 — 240 с.
- Варламов В.Р. Современные источники питания: Справочник. М.: ДМК-Пресс, 2001 -218 с.
- Скундин A.M. Литий-ионные аккумуляторы: последние достижения и проблемы. Доклад на VIII Международной конф. «Фундаментальные проблемы преобразования энергии в литиевых электрохимических системах». Екатеринбург, 5−7 окт. 2004.
- Вдовин H.H., Груздев А. И., Хечинашвили А. и др. Материалы. VIII межд. Конференции. Фундаментальные проблемы преобразования энергии в литиевых электрохимических системах. Екатеринбург. 4−8 октября 2004. Изд. Дом. «Зебра», с.58−60.
- Орлов С.Б. Элементы питания ХИТЫ. Электронные компоненты. № 4, -2000−176с.
- Орлов С.Б. Тенденции развития и состояние рынка химических источников тока в 2004—2995 гг.. VI межд. Конференция. Фундаментальные проблемы электрохимической энергетики. Саратов. 5−9 сентября 2005. Пленарный доклад с. 482.
- Орлов С.Б., Суслов В. М., Тарасов В. П. Современное состояние и перспективы рынка химических источников тока // Материалы III Международного симпозиума «Приоритетные направления в развитии химических источников тока». Плес, 7−10 сент. 2004 с. 72−78.
- Материалы научно-практической конференции «Перспективы развития и применения литий-ионных источников тока». Санкт-Петербург, 17−18 февраля 2004 26 с.
- Груздев А.И. // Электрохимическая энергетика, 2005 т.5, № 2, с. 90−93.
- Каталоги продукции Thunder Sky.
- Гулиа Н., Юрков С. Новая концепция электромобиля. Эл. версия. М:. Наука и Техника, 6 февраля 2000 г.
- Элатин П.А., Кемеров В.А.О Ксеневич И. П. Электромобили и гибридные автомобили. М.: Агроконсалт, — 2004 — 416 с.
- Электромобиль. Где взять энергию. М.: Двигатель, 2005 — № 37.
- Ефремов И.С., Пролыгин А. П. Теория и расчет тягового привода электромобилей. Высшая школа, 1984 383 с.
- H.A. Кузьмин. Процессы и закономерности изменения технического состояния автомобилей в эксплуатации. Учебное пособие. Изд. Нижегородского Государственного университета, 2001.
- Каталог продукции ЗАО «ИНКАР».
- Шенфельд Р., Хабигер Э. Автоматизированные электроприводы. Пер. с нем./Под ред. Ю. А. Борцова. JL: Энергоатомиздат, 1985 — 464 с.
- Зимодро А.Ф., Скибинский Г. Л. Основы автоматики. JL: Энергоатомиздат, 1984 — 160 с.
- ОАО «АВЭКС». Аппаратура регулирования и контроля системы генерирования электроэнергии КА «Руслан М». Материалы эскизного проекта. ОАО «АВЭКС», 1999.
- Кар Дж. Проектирование и изготовление электронной аппаратуры: Пер. с англ. 2-е изд., стереотип., — М.: Мир, 1986 — 387 с.
- Илюнин К.К., Леонтьев Д. И., Набебина Л. И. и др. Справочник по электроизмерительным приборам. -Л.: Энергия, 1977 — 832 с.
- Кандратьев К.Б. Специальные методы электрических измерений. М.: Госэнергоиздат, — 1963 — 344 с.
- Драхсел Р. Основы электроизмерительной техники/Пер. с нем. Под ред. Кончаловского В. Ю. М.: Энергоиздат, — 1982 — 296 с.
- Микроэлектронные электросистемы. Под ред. Конева Ю. И. М.: Радио и связь, — 1987−240 с.
- Вдовин H.H., Хечинашвили А., Груздев А. И. и др. Микропроцессорные системы контроля и управления литий-ионных батарей напряжением до 42 В. М.: 2005-с 58−60.
- Хечинашвили А. Микропроцессорные системы безопасности химических источников тока. VI межд. Конференция. Фундаментальные проблемы электрохимической энергетики. Саратов. 5−9 сентября 2005. Издательство Саратовского университета с.406−408.
- Пат. № 2 230 418, Н01М10/44 // Батарея химических источников тока / Груздев А. И., Кузовков A.B. оп. 10.06.2004.
- Пат. 2 248 656, Н01М10/44 РФ на изобретение, / Батарея электрических накопителей энергии.// Груздев А. И., Кузовков A.B. оп. 20.03.2005 г.
- Чернышев А.И., Чечин A.B. и др. Построение мощных многомодульных автономных систем электропитания. Сб-к трудов «Электроника и электромеханические системы и устройства». Томск: НПЦ «Полюс», 1997 -с. 3−8.
- Кудряшов B.C. Особенности проектирования бортовых систем электропитания". Сб-к трудов. Электронные и электромеханические устройства. Томск: НПЦ «Полюс», 1997 — с. 23−29.
- Пат. 2 152 069 РФ Автономная система электропитания, ООО «Космос-НВО», Тищенко А. К. и др. Б.Н. № 18 2000.
- Пат. 2 156 534 РФ Автономная система электроснабжения. Россия, НПЦ «Полюс». Гордеев Г. Г., Черданцев С. П., Шиняков Ю. А., Б.Н. № 26 — 2000.
- Пат. 2 035 109 РФ Автономная система электросбережения./ Чернышов А. И., Шиняков Ю. А. и др. // Изобретения, 1995, № 13.
- Вопросы авиационной науки и техники. Бортовые приборы навигации, контроля и управления. М.: МИЭМ, 1991, № 4.
- Бедрин Ю.К. Электронные преобразователи для систем бесперебойного питания. Наука и технологии в промышленности. М.: 2004 № 1.
- Зелинский С. Excel 2003. СПб.: Лидер, 2005 — 496 с.
- Линевег Ф. Измерение температур в технике. М.: Металлургия, 1980 -543 с.
- Поскачей А. А, Чубаров Е. П. Оптико-электронные системы измерения температуры. / М.: Энергоатомиздат, 1988 — 245 с.
- Заявка на изобретение № 4 744 242, 1989. / Канцельсон М. Г., Воскобойников П. В., Холина Л. А. Устройство для измерения температуры лопаток. Г. Т.Д.
- Середа Р. Датчик температуры микропроцессора. М.: Радио, «№ 3, 2004 -с. 34.
- Брегман С.М., Поскачей А. А., Питерцев Е. Е. Цифровой измеритель отношения давлений. / Сб. Приборы и устройства систем автоматического управления. М.: 1978. № 7. С. 79−84.
- Пат. 2 156 533 РФ Устройство нивелирования разбаланса напряжений на соединенных между собой ячейках аккумуляторной батареи или батареях, Никифоров В. Е., Якушин В. К. Б.Н. № 26 2000.
- Пат. № 37 884, Н 01 Ml0/44 // Устройство выравнивания напряжений в батарее. / Груздев А. И., Кузовков А. В. Пашов Б.М. оп. 10.05.2004.
- Жарковский Б.И. Приборы автоматического контроля и регулирования. -М.: Высшая школа, 1989−336 с.
- Пискунов Н.С. Дифференциальное и интегральное исчисления для втузов. М.: Наука, 1985 — 560 с.
- Кудрявцев Е.М. Символьное и численное решение разнообразных задач. М.: Изд. ДМК Пресс, 2001 576 с.
- Яворский Б.М., Деталф А. А. Справочник по физике. М.: Наука, 1974 -942 с.
- Будак Б. М. Фомин C.B. Кратные интегралы и ряды. М.: Наука, 1967 -608 с.
- Сигорский В.П. Математический аппарат инженера. Киев: Техшка, -1975−768 с.
- РДВ 319.01.07−94 «Аппаратура, приборы, устройства и оборудование военного назначения. Принципы применения математического моделирования при проектировании» (ред. 2−200), 22 ЦНИИ МО.
- Mathcad 2001: специальный справочник. СПб.: Питер, 2002 — 832 с.
- Здрок. А.Г. Выпрямительные устройства стабилизации напряжения и заряда аккумуляторов. М.: Энергоиздат,-1988−144с.
- Изаттулин Ш. Автоматическое зарядное устройство. М.: Радио, «№ 4, 2004-с. 34−35.
- Хромов В. Электронное реле контроля зарядки. М.: Радио, «№ 7, 2004 -с.46−47.
- Майоров С.А., Новиков Г. И. Принципы организации цифровых машин. -JL: Машиностроение, 1974 — 432 с.
- Дроздов Е.А. и др. Многопрограммные цифровые вычислительные машины. М., Военное издательство министерства обороны СССР, 1974 -406 с.
- Норенков И.П., Трудоношин В. А. Телекоммуникационные технологии и сети. 2-е изд., испр. И доп. М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, — 2000 — 248 с.
- Ульрих В.А. Микроконтроллеры Р1С16×7хх. М.: Солон-Пресс 2005 -320 с.
- Ульрих В.А. Микроконтроллеры Р1С16×7хх. Изд. 2-е, перераб. СПБ.: Наука и Техника, 2002 320 с.
- Евстифеев A.B. Применение микроконтроллеров AVR семейства Classic.- М.: Издательский дом «Додэка-ХХ1» 2004 288 с.
- Естифеев A.B. Микроконтроллеры AVR семейств Tiny и Mega фирмы «ATMEL». М.: Издательский дом «Додэка-XXI», — 2004 — 560 с.
- Голубцов М.С., Кириченкова A.B. Микроконтроллеры AVR: от простого к сложному. М.: CJIOH-Пресс, — 2004 — 304 с.
- Никамин В.А. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи. Справочник. СПб.: КОРОНА принт, 2003 — 224 с.
- Гук М. Интерфейсы ПК. Справочник. СПб: Издательство Питер 1999 -416 с.
- Гук М. Ю. Аппаратные интерфейсы ПК: Энциклопедия. СПб.: Изд. Питер, — 2003 528 с.
- Локотков. А. Интерфейсы последовательной передачи данных. Стандарты EIA RS-422A/RS-485. М.: Прософт, 2003 — 10 с.
- Голов A.A. Общие положения и ведение в логику работы шины PC: Практические рекомендации. М.: КТЦ-МК, 1997 — 8 с.
- Стандарт интерфейса 1-Ware. Док. № 81 297 3/6, 158 с.
- Ганзбург М.Ф., Вдовин H.H., Груздев А. И. Автоматизированные комплексы для проведения испытаний аккумуляторов и аккумуляторных батарей. Наука и технологии промышленности. М.: 2003 № 4.
- ЗАО «Сибпромкомплект». Каталог товаров, 2005.
- Мансуров B.C., Пришлецов А. Б., Щербинин В. П. Разработка отечественной литий-ионной аккумуляторной батареи для космических аппаратов: ФГУП «Центр им. Келдыша», 2005- 2с.
- Ultra Caps: the energy storage for innovative power supplies. PCIM Europe, -2000, № 4-p. 40−42.
- Advances in Lithium-Ion Batteries/Ed. W. A. vah Schalkwijk and B. Scrosati. N.Y. Kluwer Academic/Plenum Publishers, 2002.
- Krausz A. Spare vehicle electrical power processing distribution and control study. TRW. NASA, 1972.
- Wendell O.J., Burns A. J, Georgina M. Пат. США № 6 608 470. H 02 J 7/00 // Overcharge protection device and methods for lithium based rechargeable batteries, on. 19.08.2003.
- SONNENSCHEIN Lithium Batteries. Product Data Catalogue, 1999 — 26 p.
- Panasonic Batteries. Lithium-Batteries Technical HandBook, 2002 — 53 p.
- SAFT. Medium Prismatic Lithium-ion batteries, 2001 — 8p.
- Gregory L. Extended Kalman filtering for battery management systems LiPB-based HEV battery packs. Part 1. Background. Journal of Power Sources, 2004 -252 p.
- Gregory L. Extended Kalman filtering for battery management systems LiPB-based HEV battery packs. Part 2. Modeling and Identification. Journal of Power Sources,-2004−262 p.
- Gregory L. Extended Kalman filtering for battery management systems LiPB-based HEV battery packs. Part 3. State and parameter estimation. Journal of Power Sources, 2004 — 277 p.
- PIC18FXX2 Data Sheet. High Performance, Enhanced FLASH Microcontrollers with 10-bit AID. Microchip Technology Incorporated, 2002 -330p.
- Perrin B. The art and Science of RS-485. Feature Article, -1999−8 p.
- Bosch R. CAN Specification, version 2.0. Stuttgart, 1991 — 72p.
- Напряжение разомкнутой цепи (НРЦ) напряжение источника тока без нагрузки, разность потенциалов его электродов. Номинальное напряжение (Ш) — условная величина напряжения средней части характеристики ХИТ при разряде в номинальном (стандартном) режиме.
- Зарядные характеристики семейство кривых, отражающих изменение зарядного напряжения при разных токовых режимах итемпературных условиях, которое позволяет понять все ограничения процесса и возможности его контроля.
- Эффективность зарядно-разрядного цикла при разных режимах эксплуатации оценивается коэффициентом отдачи по емкости:
- Т|С= (Сраз/Сзар)-100%, где Сраз отдаваемая емкость, Сзар — зарядная емкость. Коэффициент т|с всегда меньше единицы.
- Удельная энергия используется для сравнительной оценкиэнергетических возможностей различных ХИТ. Обычно используютмассовую (Вт-ч/кг) и объемную (Вт-ч/л) удельную энергию.
- Наработка количество циклов заряда-разряда, котороеобеспечивает аккумулятор до снижения разрядной емкости дорегламентируемого документацией уровня.
- АЦП аналого-цифровой преобразователь.
- БХА батарея химических аккумуляторов.
- ПИ-регулятор пропорционально-интегральный регулятор,
- СКУ система контроля и управления тяговой батареейэлектромобиля.
- ЦУЭ центральная система управления электромобилем ЭВМ — электронная вычислительная машина. ЭДС — электродвижущая сила. CRC — код целостности данных
- Master-устройство (ведущий) ведущее устройство сети системы контроля и управления.
- SIave-устройство (ведомый) ведомое устройство сети системы контроля и управления.