车载镍氢电池管理系统电压采集方案的研究

电动汽车蓄电池组由多个蓄电池串联组成,电压的测量有一定困难。本文设计了一种电池管理硬件系统,并介绍几种基于隔离光耦的电压测量电路,设计出一种实用的测量电路。     

功率型锂离子动力电池的内阻特性

为了深入分析功率型锂离子电池的内阻特性及影响因素之间的关系,本文利用混合脉冲功率特性测试方法（HybridPulsePowerCharacterization,HPPC）测试锂离子电池在不同温度环境、荷电状态（StageofCharge,SOC）下的内阻变化规律,实验结果表明锂离子电池内阻在低温环境和较低SOC下变化明显．最后利用多项式最小二乘法拟合得到锂离子电池内阻与环境温度之间的关系表达式,为下一步实现电池功率在线预测提供了数据支持和理论基础．     

基于ABP-EKF算法的锂电池SOC估计

电池荷电状态(state of charge,SOC)的准确估计是电动汽车合理实施电池管理的前提条件和重要依据.针对目前电动汽车对动力电池SOC估计精度的不断提高这一问题,利用联合估计法对锂电池SOC进行研究.基于Thevenin电池模型与修正的安时积分算法,推导出了锂电池的输出方程以及状态空间模型,通过采集实验过程中的相关数据并应用递推最小二乘法对电池模型参数作出辨识.分析了扩展卡尔曼滤波(EKF)算法以及自适应BP神经网络算法的原理,联合两种算法并在此基础上提出了自适应BP-EKF算法(ABP-EKF).运用所提出的算法对锂离子电池SOC进行联合估计,最后通过对比ABP-EKF与EKF两种算法估计锂电池SOC的数据,研究结果表明:所提出ABP-EKF算法相比于EKF算法在均值误差项与均方根误差项分别减少了3.9％和3.79％.     

高变比脉冲变压器固态调制器的研制

固态半导体开关串联使用时要求均压和信号同步,导致固态半导体调制器的可靠性及稳定性降低.为解决该问题,对基于高变比脉冲变压器耦合全固态刚管调制器的设计原理、拓扑结构开展了研究.基于脉冲变压器等效电路模型,利用拉普拉斯变换法分析了脉冲变压器分布参数对输出波形的影响,并根据系统设计指标要求计算出过冲特征系数和上升时间系数,进而对脉冲变压器结构进行了优化设计.研究结果表明,输出波形的前沿与漏感和分布电容的乘积成正比,其过冲与漏感和分布电容的比值成正比;优化后脉冲变压器的变比从原来的1:30提高到1:70,其初级电压仅需1 kV即可达到设计要求,且保证了漏感和分布电容满足系统的需求.在此基础上研制的高变比脉冲变压器固态调制器在工作电压70 kV、负载阻抗1.4 k、脉冲宽度100 s的条件下,实现输出脉冲前沿2.8 s、脉冲后沿2 s,达到系统设计要求,且在100 Hz满功率条件下实现长时间稳定运行.      

基于双闭环控制的三相PWM整流充电技术研究

随着环境污染和资源短缺问题日趋严重,电动汽车的研究备受人们的关注。而研究电动汽车中蓄电池充电装置及充电技术对于推动电动汽车产业发展具有一定的意义。传统的充电装置通常采用三相不可控整流器和DC-DC变换器组成,此类充电装置使得网侧谐波电流大且变换效率低。本文采用双闭环控制的三相PWM（脉宽调制）整流器作为充电装置,其中电流内环可提高网侧功率因素,电压外环可稳定输出的直流电压。为缩短蓄电池充电时间,电压外环参考电压设置为蓄电池浮充电压,使得充电电流的变化符合其充电接收曲线。最后在MATLAB／SIMULINK中搭建仿真模型,验证该控制策略的可行性。     

电动汽车动力锂电池性能测试实验平台设计

电动汽车保有量高速增长,车载动力电池全生命周期性能检测对电动汽车使用、交易至关重要。本文针对车载动力锂电池电压高存在一定危险性的特点,建立低压模拟系统。基于电池—电机系统,采用磁滞制动器模拟实车负载。提出了电动汽车动力锂电池性能检测实验台结构。在对平台各组成构件设计的基础上,研制了该实验台,并通过测试验证了该实验平台可以对锂电池(组)性能进行测量与表征,为研究实车动力锂电池性能测量装置提供了参考。     

棒材在线检测仪的研究

本文提出了一种在线生产过程中检测棒材外径和板材厚度的新型设计方案:选择差动变压器作为检测元件,采用 EPROM 以实现非线性化的信号处理方法,并给出直接数据显示和控制信号,从而保证产品质量.     

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为解决电动汽车驾驶员里程焦虑问题,并为车辆行驶里程预测提供重要依据,本文提出一种基于数据驱动的方法来探讨电动汽车行驶里程和电池SOC之间的关系。首先对采集的原始数据进行删除、插值和平均处理,再对电动汽车行驶里程和电池SOC进行相关性分析并建立模型,利用递推最小二乘法对模型参数进行辨识。利用北京市运营物流电动车的数据对建立的模型及参数辨识结果进行验证。实验结果表明,本文采用的基于数据驱动预测行驶里程的方法是可行的,所建立的行驶里程与电池SOC模型具有较高的准确度。     

电动汽车行驶里程与电池SOC 相关性分析与建模

为解决电动汽车驾驶员里程焦虑问题,并为车辆行驶里程预测提供重要依据,本文提出一种基于数据驱动的方法来探讨电动汽车行驶里程和电池SOC之间的关系.首先对采集的原始数据进行删除、插值和平均处理,再对电动汽车行驶里程和电池SOC进行相关性分析并建立模型,利用递推最小二乘法对模型参数进行辨识.利用北京市运营物流电动车的数据对建立的模型及参数辨识结果进行验证.实验结果表明,本文采用的基于数据驱动预测行驶里程的方法是可行的,所建立的行驶里程与电池SOC模型具有较高的准确度.     

交流电力功率智能传感器粗信号处理

为提高交流电力功率性能指标的测试精度和实时性,基于相关性分析和最小二乘误差理论,研究了交流电力智能传感器的粗信号处理方法.采用最小二乘特征参数法,对交流电压和电流值的初始采样点进行估算,获得了电力功率参数.在此基础上,将最小二乘特征参数法与相关分析法进行了比较,给出了基于相关分析法和最小二乘特征参数法进行功率测试的运算量公式,并分析了运算的复杂度.实验结果表明,当干扰幅值从信号幅值的3%放宽至12%时,基于最小二乘特征参数法的粗信号处理方法与现有方法相比,其计算工作量可减少49.4%,测试误差减少了2/3,同时降低了系统的信/噪比要求.     

基于模型的阻抗匹配平衡牵引变压器的保护

为解决励磁涌流的识别问题，将基于变压器模型的保护原理应用于阻抗匹配平衡牵引变压器．根据对该类变压器的电磁特性分析，导出了电压平衡方程，通过分析电压平衡方程等号两边的差值可以确定保护动作．在此基础上，提出了基于变压器模型的阻抗匹配平衡变压器保护的动作特性和动作方程；考虑电流互感器、电压互感器和保护装置自身的误差，提出了相应的整定原则．最后，进行了数值仿真，以验证动作方程和整定原则的正确性．     

电动汽车动力电池信息实时采集系统设计

设计了一套电池信息实时采集系统。该采集系统主要由电压、电流、温度传感器电路,电压监测系统,电流监测系统、主机模块和通信接口组成。同时,设计了CAN通信协议,将各个模块采集到的电池电压、温度、电流等信息通过CAN总线发送到主机模块。为了方便对电池监测系统监控和数据记录,在MATLAB的GUI图形界面编程环境下设计了上位机监控软件。     

电力机车自动过分相涌流分析

电力机车通过分区段时,应用地面自动过分相技术,实现供电电源的自动切换,电力机车变压器要进行断电和上电操作,由于电力机车变压器是带负载开断,断电后的变压器存在残压．残压与待投入相的系统电压的频率、相位、幅值都可能不同,加上变压器剩磁的作用,在上电瞬间可能会产生很大的涌流．本文分析了电力机车变压器在投入时系统的暂态响应．通过仿真,针对不同的系统电压相位,确定电力机车变压器投入的最佳时刻,经实验验证,选择合适的系统电压相位角投入机车变压器,能达到减小涌流,减小对系统造成的冲击．     

高速客车空调逆变电源电压矢量轨迹脉宽调制控制

首先从理论上阐述电压矢量轨迹ＰＷＭ控制原理，建立了数学模型，提出了用电压矢量逼近理想磁链圆的方法，给出了任一分割方式的逼近路径，得到逆变器开关状态表，最后设计该控制的最佳硬件和软件，以实现对逆变器的控制。     

逆变器驱动电机系统中共模耦合电流的研究

在电机驱动系统中，共模电压将会在电机内部的共模耦合回路中产生共模耦合电流，共模耦合电流将对系统构成共模干扰，并影响电机的使用寿命，因此对共模耦合电流的研究显得非常重要．文中分析了三相逆变器驱动电机系统中的共模激励源，发现共模响应只与系统的零序阻抗和共模阻抗有关，可以用等效的集总参数模型来模拟系统的共模耦合．在对电机内部的共模回路进行分析计算的基础上，得出了地电流及电机轴承电流的集总参数电路模型和参数确定方法，仿真和实验结果显示，该模型能对逆变器驱动电机系统中的地电流和轴承电流进行有效的预测。     

新型电缆贯通供电系统载流机制

新型电缆贯通供电系统能够取消电分相环节,延长供电距离,并有效治理电气化铁路中的电能质量问题. 但电缆牵引网（cable traction network, CTN）包含不同的电压等级,基波电流要首先经过牵引网的各个环节,最终汇聚到列车负载;而列车发射的谐波电流要经过两级渗透,最终返送到公用电网. 为研究电缆贯通供电系统的载流机制,针对CTN的特殊拓扑结构,根据双口网络分析方法,建立了车网耦合系统等值电路;分析了CTN中的电流传输规律;利用仿真模型,研究了CTN中的谐波电流分布与中心变电所（main substation, MSS）的谐波电流含量. 研究结果表明:当系统内有8个短回路时,单车工况下,基波电流主要在列车所在的单侧供电区间传输;机车电流与MSS电流之比小于4 （牵引变压器变比）;MSS谐波电流含量较列车处最多降低了43.5%.      

GPS实时地图匹配技术中缓冲区分析的研究

GPS数据如何实时地与GIS地图数据匹配已经成为GPS车辆导航系统中的关键问题之一。通过对GPS车辆导航中地图匹配问题的研究,认为可以采用误差缓冲区分析方法对GPS动态定位数据与GIS地图数据进行地图匹配。在实际应用中业已证明该方法效率高、可操作性强,有利于提高GPS车辆导航系统在应用中的精度和可靠性。