混合动力电动汽车用超级电容器组能量管理系统

【摘要】： 电动汽车是解决能源危机与环境污染的最佳方案。超级电容器与蓄电池是目前比较理想的能量存储单元,其特性优于传统的镍氢电池和锂电池。 目前国内外对超级电容器能量管理系统的研究处于起步阶段,本文首先对超级电容器的特性作了比较详细的介绍,参照镍氢、锂电池的SOC的理论研究,提出了适合超级电容器SOC算法。 本论文介绍了超级电容器管理系统的双级管理模式:下级管理系统和上级管理系统。设计了超级电容器均压功能单元,即下级管理系统,保障了当上级管理系统失效时,整个超级电容器组的正常工作。并设计了作为数据传输通道的“两组CAN总线”和“三点”,即采集单元、控制单元和显示单元,来完成超级电容器信息采集、数据处理以及各种数据参数的显示。 软件是系统的核心,系统在各个单元采用了嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ系统,论文着重介绍了各个部分的任务管理以及在TMS320LF2407A上的移植,给出了部分核心代码。 【关键词】：混合动力汽车 荷电荷量 剩余容量 CAN总线
【学位授予单位】：辽宁工学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TM53;TM73
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 引言10-11
• 1.2 混合动力汽车超级电容器能量管理系统国内外研究的现状11-13
• 1.3 课题研究的意义及目的13-14
• 1.4 超级电容器能量管理系统的主要功能和技术难点14-15
• 1.5 本论文的主要内容15-16
• 2 超级电容器的原理与特点以及SOC 算法16-32
• 2.1 国内外状况16
• 2.2 超级电容器的原理及结构16-18
• 2.2.1 超级电容器结构16-17
• 2.2.2 工作原理17
• 2.2.3 主要特点17-18
• 2.3 超级电容器特性18-19
• 2.4 SOC 概述19-23
• 2.4.1 超级电容器剩余容量估算的原因20-21
• 2.4.2 超级电容器剩余容量的概念21-23
• 2.4.3 剩余容量估算的难点及影响超级电容器SOC 的主要因素23
• 2.5 常用的超级电容器剩余容量(SOC)的估算方法23-30
• 2.6 本课题超级电容器SOC 估算的计算方法30-31
• 2.7 本章总结31-32
• 3 车载CAN 通讯设计的实现32-43
• 3.1 车载CAN 通讯概述32
• 3.2 超级电容器载体能量管理系统CAN 总线硬件结构32-33
• 3.3 CAN 总线通信平台硬件设计33-34
• 3.3.1 节点的硬件设计33-34
• 3.3.2 节点的硬件抗干扰设计34
• 3.4 CAN 总线通信协议的设计34-36
• 3.4.1 CAN 总线技术协议的概念，特点和结构34-35
• 3.4.2 LF2407A CAN 控制器概述35-36
• 3.4.3 68HC908GZ60 CAN 控制器概述36
• 3.5 系统通讯协议的设计36-40
• 3.5.1 节点通讯信息周期的确定36-37
• 3.5.2 通讯协议的制定37-40
• 3.6 节点CAN 通讯软件设计40-42
• 3.6.1 CAN 初始化框图40-41
• 3.6.2 CAN 发送子程框图41
• 3.6.3 CAN 接收子程序41-42
• 3.7 结论42-43
• 4 系统硬件设计43-56
• 4.1 均压部分43-44
• 4.2 系统框图44
• 4.3 控制单元部分44-50
• 4.3.1 MPU 部分45-46
• 4.3.2 CY7C10218V3346
• 4.3.3 AD 输入前级采样放大电路46-48
• 4.3.4 超级电容器总电压采样电路48-49
• 4.3.5 电流采样单元49-50
• 4.4 采样单元部分50-52
• 4.4.1 68HC908 的结构特点51
• 4.4.2 超级电容器单体电压检测51-52
• 4.4.3 采集单元的编程电路52
• 4.5 显示单元部分52-54
• 4.5.1 单元结构框图52-53
• 4.5.2 SPI 协议FLASH 与存储器W25P1653-54
• 4.6 协议转换器设计54-55
• 4.6.1 89C205154-55
• 4.6.2 SJA1000 介绍55
• 4.6.3 芯片配置55
• 4.7 本章总结55-56
• 5 软件设计56-68
• 5.1 操作系统的选择56-57
• 5.2 UCOS-Ⅱ的特点57-58
• 5.3 程序结构58-59
• 5.3.1 程序基本结构58-59
• 5.4 代码的移植59-62
• 5.5 任务编写62-66
• 5.5.1 控制板任务62
• 5.5.2 显示板任务62-63
• 5.5.3 中断任务63
• 5.5.4 采样板控制流程图63
• 5.5.5 显示板控制流程图63-64
• 5.5.6 控制板总调度流程图64-66
• 5.5.7 总线协议转换板程序流程66
• 5.6 滤波器设计66-67
• 5.7 上位机显示界面67
• 5.8 本章总结67-68
• 6 结论68-69
• 参考文献69-72
• 攻读硕士学位期间发表的论文72-73
• 致谢73

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