模拟蓄电池特性的直流电源的研制

电动汽车是解决能源短缺和环境污染这一世界性难题的最佳途径，由于蓄电池技术的制约，电动汽车虽然尚未取代传统燃油汽车，但其迅猛发展的态势仍然可以预见。 在电动汽车的研发平台中，室内台架模拟试验以低成本和仿真性高等优点被广泛采用，该实验方法的动力源有两种：蓄电池和直流电源。但这两种方法都具有较大的缺陷，蓄电池成本高、寿命短、充放电时间长；直流电源的输出特性不具有对电动汽车实际工况模拟的能力。本课题以电动汽车研发平台建设项目“模拟蓄电池特性的直流供电电源的研制（批准号：2010K01-071）”为背景，主要设计可模拟蓄电池特性的大功率直流电源，为电动汽车台架模拟实验提供动力源。 本论文首先对蓄电池技术和蓄电池基本理论进行分析，通过电动汽车实验过程中对蓄电池供电特性的分析，采用模糊神经网络法建立了蓄电池SOC数学模型。进一步根据电源系统设计需求，设计了系统的总体方案，将系统分为主电路和控制电路2部分：主电路采用三相全桥整流方案，在此基础上对电容滤波进行Matlab仿真，设计了可靠的电容滤波方案，并根据控制要求进行了电气控制电路设计；控制电路采用飞思卡尔MC9S12DG128单片机设计了电源控制器，该控制器共分为4个模块：电源模块、核心控制模块、信号处理模块、智能仪表模块。在控制器硬件设计的基础上，完成了控制器软件设计方案，分别实现了A/D模块、PWM模块、SCI模块、模糊-PID算法、MCGS界面软件的设计，完成了电源系统恒压输出和模拟蓄电池特性输出功能。 本文的研究工作对于提高我国在电动汽车研发速度及研究水平具有一定的现实意义。