车载智能化电源管理系统的研究

摘要

随着信息化建设的发展和作战性能的提高,装甲指挥车的车载用电设备越来越多,特别是精密设备的应用,对车载电源的供电质量、监控保护、能量管理等提出了更高的要求,车载电源的管理越来越复杂,传统的电源管理方案已经无法适应新的形势,因此设计一种有效的、智能的电源管理系统成为发展需要。
　　 针对某型装甲指挥车本文设计了一种基于CAN总线通信的分布式结构的电源管理系统。该系统利用多个独立输出的直流变换器为车载用电设备提供高质量的电源;设计了电源监控模块,用于实时监控车载电源功率主电路的电源变换器的运行状态,实现电源故障智能分析;设计了SOC估计模块,实时监测蓄电池剩余电量,实现蓄电池的电量管理;设计了人机交互模块,将下层系统的信息实时显示,实现友好的人机交互功能。
　　 本文针对各个模块进行了硬件电路设计和软件设计,同时针对蓄电池剩余电量检测提出了一种改进的安时计量法,即结合了开路电压法、卡尔曼滤波法的安时计量法。通过建立蓄电池的二阶RC模型和状态空间方程,利用卡尔曼滤波法和开路电压法估算出蓄电池的初始SOC值,用于解决传统安时计量法无法确定初始SOC的问题,同时加入了充放电效率补偿和温度补偿来提高SOC算法精度。
　　 最后,设计了车载电源管理系统的原理样机,并做了电源模块测试实验、蓄电池SOC估计测试实验和CAN通信显示实验。实验结果表明,本电源管理系统稳定性良好,能有效地对车载电源进行实时监控和管理。