纯电动汽车高压电安全管理系统研究与设计

【摘要】：随着能源危机的日益严重和环境污染的不断恶化,纯电动汽车越来越受到人们的青睐和重视,其技术也在经历着在不断的发展和成熟。尽管如此,由于电池、电机等电动汽车关键技术的制约,电动汽车技术的发展并非一帆风顺,在发展的道路上还有着许多技术瓶颈需要去克服。作为电动汽车关键技术之一的纯电动汽车高压电安全管理系统的研究与设计,目前在国内的研究则是刚刚起步。纯电动汽车以动力蓄电池作为唯一的能量来源,由于纯电动汽车需要在上百伏电压下工作,加上车辆运行环境恶劣,使得纯电动汽车在运行过程中面临着短路、非预期断路以及绝缘失效等诸多的安全问题。因此,开发和研究纯电动汽车高压电安全管理系统,对保证纯电动汽车高压用电安全,保证驾乘人员的生命财产安全,具有非常重大的意义。 本文以纯电动汽车为研究对象,对纯电动汽车高压电安全管理系统进行研究和设计。首先,基于典型纯电动汽车的高压电系统配置,对纯电动汽车高压电系统进行了建模分析；以此为基础,研究分析了纯电动汽车可能面临的各类潜在的高压安全故障；并针对这些安全故障问题,从高压电路接通启动、纯电动汽车运行、高压电路断电停车等三个方面提出了纯电动汽车高压电安全管理策略。其次,完成了纯电动汽车高压电安全管理系统的硬件和软件设计,并从功能上实现了前面提出的高压电安全管理策略内容。最后,在研究设计纯电动汽车高压电安全管理系统的基础上,搭建了实验平台,在实验室条件下对系统实现了调试和实验。实验结果表明,课题所开发的纯电动汽车高压电安全管理系统能够实现预定的安全管理策略内容,性能良好,为接下来纯电动汽车高压电安全管理系统的进一步研究和功能完善打下了好的基础。 【关键词】：纯电动汽车 高压电 故障诊断 安全管理
【学位授予单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目录5-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 课题研究的背景和意义8-11
• 1.2 纯电动汽车高压电安全管理技术国内外研究现状 #2 你11
• 1.3 本文主要研究内容11-12
• 1.4 本章小结12-13
• 第二章 纯电动汽车高压电系统故障分析与安全管理策略研究13-26
• 2.1. 纯电动汽车高压电系统配置及建模13-19
• 2.1.1 高压电系统配置13-14
• 2.1.2 高压电系统建模14-18
• 2.1.3 高压系统电路参数采集方法18-19
• 2.2 纯电动汽车高压电系统故障分析及解决方案19-22
• 2.3 高压电系统故障诊断与安全管理策略研究22-25
• 2.3.1 高压故障等级分类22
• 2.3.2 高压电路接通启动过程22-23
• 2.3.3 纯电动汽车运行过程23-24
• 2.3.4 高压电路断电停车过程24-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第三章 高压电安全管理系统硬件设计26-46
• 3.1 高压电安全管理系统总体设计方案26-27
• 3.1.1 系统功能26
• 3.1.2 结构组成26-27
• 3.2 主控制器27-29
• 3.3 电源电路29-31
• 3.4 单片机外围电路31-33
• 3.4.1 复位电路31
• 3.4.2 晶振电路31-32
• 3.4.3 JTAG电路32-33
• 3.5 高压直流接触器电路33-34
• 3.6 预充电电路34
• 3.7 电压测量电路34-38
• 3.7.1 分压电阻的确定34-36
• 3.7.2 电压测量电路设计36-38
• 3.8 绝缘检测电路38-39
• 3.8.1 绝缘检测电路设计38-39
• 3.8.2 偏置电阻的确定39
• 3.9 高压环路互锁电路39-40
• 3.10 通信电路40-42
• 3.10.1 串行通信电路40
• 3.10.2 CAN总线通信电路40-42
• 3.11 其他硬件电路设计42-44
• 3.11.1 动力蓄电池组及电机测温电路42
• 3.11.2 液晶显示电路42-43
• 3.11.3 声光报警电路43-44
• 3.12 硬件抗干扰设计44-45
• 3.13 本章小结45-46
• 第四章 高压电安全管理系统软件设计46-56
• 4.1 软件设计的整体思想46-47
• 4.1.1 软件设计的基本原则46
• 4.1.2 软件的总体结构46-47
• 4.2 软件设计流程图47-54
• 4.2.1 主程序47-48
• 4.2.2 电压测量程序48-49
• 4.2.3 绝缘电阻检测程序49-50
• 4.2.4 传感器信号采集程序50-53
• 4.2.5 声光报警程序53
• 4.2.6 液晶显示程序53-54
• 4.3 软件的可靠性设计54-55
• 4.4 本章小结55-56
• 第五章 系统的调试与实验56-62
• 5.1 系统实物装置及实验平台56-57
• 5.2 调试与实验方案57-58
• 5.3 调试与实验58-61
• 5.3.1 硬件调试58-59
• 5.3.2 软件调试59-60
• 5.3.3 整体功能调试60-61
• 5.4 本章小结61-62
• 第六章 总结与展望62-64
• 6.1 课题所取得的成果62
• 6.2 课题还需要完善的内容62-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-68
• 攻读硕士学位期间发表的论文和参与的科研项目68

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