电动汽车蓄电池性能试验台的设计与实现

摘要

电动汽车蓄电池性能试验台(后简称试验台)利用软件与硬件相结合的方法对电动汽车蓄电池组充电特性、放电特性、内阻和容量等的相关参数进行采集、记录与分析，可对蓄电池充电方法的改进、充电效率的提高以及性能的评价提供全面的参考依据。这对于电动汽车蓄电池技术的改进、推广、实际运用等方面都是十分有意义的。 本文在论述了蓄电池测试基本原理的基础上，结合铅酸蓄电池的充电可接受曲线及快速充电原理，提出了电动汽车蓄电池组高压分段恒流充电和低压脉冲快速充电以及检测为一体的设计方案；结合蓄电池内部电路模型，利用直流法实现了对内阻的测试；通过对蓄电池容量影响因素的分析，利用内阻法实现了对容量的测试。 试验台的硬件系统主要包括充电系统、放电系统、测控系统等。充电系统整流电路采用恒流恒压智能模块对三相交流电进行整流，利用工控机对其整流输出电压和电流进行精确的控制。放电系统由放电电阻和放电控制IGBT(Isolated Gate Bipolar Transistor)模块组成，利用IGBT开关控制信号的占空比调节实现放电电流的控制。测控系统以工控机为核心，以数据采集系统为接口，通过蓄电池电压、电流、温度等状态参数的采集、分析和处理实现对电池性能的测试，采用脉宽调制(PWM)方法控制大功率IGBT的导通和关断实现对充放电脉冲的控制。工控机根据信号采集系统传来的蓄电池实时状态参数对整流模块的输出和IGBT的PWM控制信号进行智能调节，同时对蓄电池温度、充放电电流和端电压等进行动态显示，通过软件实现了智能化控制和各种特性曲线的直观显示，为进一步改善蓄电池充电和放电特性提供了参考依据。 本试验台成功地实现了电动汽车蓄电池组的高压充电，以及对蓄电池的各项性能的测试，为电动汽车蓄电池的试验研究提供必要的条件，为分析影响蓄电池使用性能的因素，以及探索蓄电池的最佳充电方案提供依据。另外本试验台具备功能可扩展性，对于不同的蓄电池可以根据其特性，通过软件修改测试流程，实现多种蓄电池的性能测试。

目录

文摘

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声明

第一章 绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究现状

1.3设计和研究的内容

1.4设计要求的提出及意义

第二章 系统设计总体方案

2.1直流电源系统方案

2.2放电系统方案

2.3测试系统方案

2.4控制系统方案

第三章 蓄电池特性及测试的基本理论

3.1蓄电池充电电流可接受力特性

3.2蓄电池充电特性及测试方法

3.3放电特性及其测试

3.4内阻及其测试

3.5容量及其测试

3.6蓄电池的温升

3.7蓄电池进行测试的原则

3.8充电方案的确定

第四章动力蓄电池性能测试系统的设计

4.1主要元器件的参数选择

4.2电路设计

4.3软件设计

第五章设计评价、结论与展望

5.1设计评价

5.2结论

5.3展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文

致谢