電動(dòng)汽車快速充電(模式)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期中期報(bào)告報(bào)告電動(dòng)汽車快速充電(模式)系統(tǒng)設(shè)計(jì)專專 業(yè)業(yè) 自動(dòng)化自動(dòng)化 學(xué)學(xué) 生生 張山張山 學(xué)學(xué) 號號 120210330 120210330 班班 號號 1202103 1202103 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 王新生王新生 日日 期期 2016-2016-4 4- -2323 本次設(shè)計(jì)的具體進(jìn)度安排一一. .了解、研究鉛蓄電池快速充電原理及其充電方法（了解、研究鉛蓄電池快速充電原理及其充電方法（1-21-2周）周）研究鉛蓄電池的電化學(xué)基礎(chǔ)研究鉛蓄電池的電化學(xué)基礎(chǔ)認(rèn)識和分析鉛蓄電池的極化現(xiàn)象認(rèn)識和分析鉛蓄電池的極化現(xiàn)象分析并介紹鉛蓄電池的容量及荷電狀態(tài)分析并介紹鉛蓄

2、電池的容量及荷電狀態(tài)鉛蓄電池充電過程的基本分析鉛蓄電池充電過程的基本分析二二. .設(shè)計(jì)鉛蓄電池快速充電的模糊控制（設(shè)計(jì)鉛蓄電池快速充電的模糊控制（3 36 6周）周）通過資料及所學(xué)知識熟悉鞏固模糊控制原理通過資料及所學(xué)知識熟悉鞏固模糊控制原理擬設(shè)計(jì)模糊控制器擬設(shè)計(jì)模糊控制器對充電設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真對充電設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真三三. .擬運(yùn)用單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行軟件電路的設(shè)計(jì)（擬運(yùn)用單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行軟件電路的設(shè)計(jì)（7-107-10周）周）2目前已完成的研究工作及結(jié)果 一一. .極化現(xiàn)象極化現(xiàn)象歐姆極化、濃度極化、電化學(xué)極化三種極化現(xiàn)象隨著歐姆極化、濃度極化、電化學(xué)極化三種極化現(xiàn)象隨著充電電流的增大而變得嚴(yán)重，但消除極化

3、是不可能的，充電電流的增大而變得嚴(yán)重，但消除極化是不可能的，只能通過改變工藝參數(shù)設(shè)計(jì)來減輕極化程度，措施有：只能通過改變工藝參數(shù)設(shè)計(jì)來減輕極化程度，措施有： 1 1、提高、提高極片導(dǎo)電劑含量、極片導(dǎo)電劑含量、 2 2、提高電解液中溶質(zhì)含量、提高電解液中溶質(zhì)含量、 3 3、降低極片的涂敷量、極片壓實(shí)適中、降低極片的涂敷量、極片壓實(shí)適中2目前已完成的研究工作及結(jié)果 二、蓄電池容量及荷電狀態(tài)的測量方法的確定二、蓄電池容量及荷電狀態(tài)的測量方法的確定 1 1、蓄電池容量、蓄電池容量= =電流電流* *時(shí)間（時(shí)間（AHAH） 需注意電池內(nèi)阻會(huì)隨著電池容量的下降而增大，端電壓需注意電池內(nèi)阻會(huì)隨著電池容量的下

4、降而增大，端電壓下降，放電電流變小下降，放電電流變小 2 2、荷電狀態(tài)的定義與測量、荷電狀態(tài)的定義與測量 蓄電池的荷電狀態(tài)不能直接得到，通過對電池的檢測來蓄電池的荷電狀態(tài)不能直接得到，通過對電池的檢測來推斷推斷SOCSOC的大小的大小3、目前已完成的研究工作及結(jié)果三、快速充電的要求三、快速充電的要求 第一第一, , 充電時(shí)間特別短充電時(shí)間特別短, , 以往鉛蓄電池每次充電需用以往鉛蓄電池每次充電需用8 1 8 1 6 h , 6 h , 現(xiàn)在要求現(xiàn)在要求30min 30min 充完電充完電; ; 第二第二, , 允許每次充電不必充允許每次充電不必充至額定容量的至額定容量的100 %100 %。

5、目前已完成的研究工作及結(jié)果四、充電過程的分析四、充電過程的分析當(dāng)電池電壓達(dá)到當(dāng)電池電壓達(dá)到2.4V 2.4V 之后之后, , 電壓會(huì)迅速上升電壓會(huì)迅速上升;:;:此時(shí)的充電電此時(shí)的充電電流除用于活性物質(zhì)轉(zhuǎn)化外流除用于活性物質(zhì)轉(zhuǎn)化外, , 電極上同時(shí)發(fā)生了電解水反應(yīng)電極上同時(shí)發(fā)生了電解水反應(yīng), , 正正負(fù)極上分別產(chǎn)生氧和氫負(fù)極上分別產(chǎn)生氧和氫, , 因而通常因而通常2.4 V2.4 V稱為析氣電壓。稱為析氣電壓。目前已完成的研究工作及結(jié)果五、模糊控制器的設(shè)計(jì)五、模糊控制器的設(shè)計(jì)目前已完成的研究工作及結(jié)果 5.15.1模糊控制器一模糊控制器一當(dāng)蓄電池的單格電壓小于當(dāng)蓄電池的單格電壓小于2.402.

6、40，采用大電流充電，采用恒，采用大電流充電，采用恒定電流控制，模糊控制器的兩個(gè)輸入分別為和，定電流控制，模糊控制器的兩個(gè)輸入分別為和，=i(n)-ir(n)=i(n)-ir(n)，為充電電流給定值與實(shí)際值之差為充電電流給定值與實(shí)際值之差，e(n)e(n)(n-1)(n-1)為誤差的變化率為誤差的變化率。當(dāng)蓄電池單格電壓充至。當(dāng)蓄電池單格電壓充至2.402.40 時(shí)，采用恒壓控制，這時(shí)模糊控制器的兩個(gè)輸入分別時(shí)，采用恒壓控制，這時(shí)模糊控制器的兩個(gè)輸入分別為電壓給定值和蓄電池實(shí)際電壓值的差值為電壓給定值和蓄電池實(shí)際電壓值的差值U(n)U(n)r(n)r(n)，及誤差的變化率及誤差的變化率(n)-

7、e(n-1)(n)-e(n-1)目前已完成的研究工作及結(jié)果的隸屬函數(shù)的隸屬函數(shù)模糊控制器的輸出采用速度式，其輸出為：模糊控制器的輸出采用速度式，其輸出為：（）（）(n)(n)(n-1)(n-1)z(n)z(n)為控制量為控制量z(n)z(n)的變化率。的變化率。目前已完成的研究工作及結(jié)果和和e e的論域取為的論域取為-3,-2,-1,0,1,2,3-3,-2,-1,0,1,2,3；z z的論域?yàn)榈恼撚驗(yàn)?6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6和的模糊子集取為和的模糊子集取為NB.NS.ZO.PS.PBNB.NS

8、.ZO.PS.PB；的模糊子集取為的模糊子集取為NBNB，NMNM，NSNS，ZOZO，PSPS，PMPM，PBPB、和、和 的隸屬函數(shù)均取三角形的隸屬函數(shù)均取三角形目前已完成的研究工作及結(jié)果 的隸屬函數(shù)的隸屬函數(shù) 目前已完成的研究工作及結(jié)果5.25.2模糊控制器二模糊控制器二模糊控制器同樣采用兩輸入和單輸出的形式，兩個(gè)輸入分別為：模糊控制器同樣采用兩輸入和單輸出的形式，兩個(gè)輸入分別為：蓄電池的極化電壓和蓄電池的荷電狀態(tài)，輸出為去極化的脈沖寬度。蓄電池的極化電壓和蓄電池的荷電狀態(tài)，輸出為去極化的脈沖寬度。及的隸屬函數(shù)及的隸屬函數(shù)目前已完成的研究工作及結(jié)果的隸屬函數(shù)的隸屬函數(shù)、及的模糊控制規(guī)則、

9、及的模糊控制規(guī)則后期擬完成的研究工作后期擬完成的研究工作 1 1、對充電設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真、對充電設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真 2 2、利用相關(guān)軟硬件進(jìn)行軟件電路的設(shè)計(jì)、利用相關(guān)軟硬件進(jìn)行軟件電路的設(shè)計(jì)后期進(jìn)度安排后期進(jìn)度安排 1 1、完善迷糊控制器的設(shè)計(jì)（、完善迷糊控制器的設(shè)計(jì)（4.20-5.14.20-5.1） 2 2、設(shè)計(jì)軟件充電電路（、設(shè)計(jì)軟件充電電路（5.1-65.1-6）存在的問題與困難存在的問題與困難 模糊控制規(guī)則在控制過程中不變，適應(yīng)性較差，將會(huì)影響充電模糊控制規(guī)則在控制過程中不變，適應(yīng)性較差，將會(huì)影響充電的效果。因此需要適時(shí)調(diào)整充電電流誤差，實(shí)現(xiàn)在線調(diào)整，提的效果。因此需要適時(shí)調(diào)整充電電流誤差，實(shí)

10、現(xiàn)在線調(diào)整，提高控制性能。高控制性能。參考文獻(xiàn)11陳清泉陳清泉, ,孫逢春孫逢春, ,祝嘉光祝嘉光. . 現(xiàn)代電動(dòng)汽車技術(shù)現(xiàn)代電動(dòng)汽車技術(shù)M. M. 北京：北京理工大學(xué)出版社北京：北京理工大學(xué)出版社2 2 閆志剛閆志剛, ,胡信國胡信國. . 鉛酸蓄電池正極材料硫酸鉛的研究鉛酸蓄電池正極材料硫酸鉛的研究J. J. 3 Piller Sabine, Perrin Marion, Jossen Andreas. Methods for state-of-Charge 3 Piller Sabine, Perrin Marion, Jossen Andreas. Methods for state-

11、of-Charge Determination and their Determination and their Applications J.Power Sources, 2001, 96(1):113-120. Applications J.Power Sources, 2001, 96(1):113-120. 4 4 李俄收，朱會(huì)田李俄收，朱會(huì)田, ,，文民，文民. . 電動(dòng)汽車蓄電池的充電方法和充電設(shè)備電動(dòng)汽車蓄電池的充電方法和充電設(shè)備 5 A.Kirchev,M.Perrin,E.Lemaire,F.Karoui,F.Mattera. Studies of the pulse 5 A.Kirchev,M.Perrin,E.Lemaire,F.Karoui,F.Mattera. Studies of the pulse 6 6 王迎迎王迎迎. . 電動(dòng)汽車智能充電機(jī)的研究與設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車智能充電機(jī)的研究與設(shè)計(jì)D.D.河南：鄭州大學(xué)，河南：鄭州大學(xué)，7 7 陳一平陳一平. . 車載智能快速充電機(jī)的設(shè)計(jì)與研究車載智能快速充電機(jī)的設(shè)計(jì)與研究D. D. 天津：