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电动汽车能源管理系统演示文稿 当前第1页\共有35页\编于星期六\8点 电动汽车能源管理系统 当前第2页\共有35页\编于星期六\8点 复杂控制实验室 一、当今电动汽车的关键技术 当今电动汽车三项关键技术尚未有突破性进展。 1、总体机电一体化匹配设计及车身技术 电动汽车由于车身质量、空间和能源的矛盾，因此设计时采用轻质材料以减轻汽车自身质量；充分利用空间的情况下，尽可能增大车厢内部成员空间的同时，最大限度地降低空气阻力系数和滚动阻力系数，以求减小行驶阻力，利用机电一体化匹配设计，在具体工况条件下，求得电动汽车整车参数达到最优设计。 当前第3页\共有35页\编于星期六\8点 复杂控制实验室 2、电动机及其控制技术 2.1、驱动电机 电动汽车用电动机主要有直流电动机、感应电动机、永磁无刷电动机和开关磁阻电动机。要使电动汽车有良好的使用性能，驱动电机应具有较宽的调速范围及较高的转速，足够大的启动扭矩，体积小、质量轻、效率高且有能量回馈的性能。目前电动汽车所采用的电动机中，直流电动机基本上已被交流电动机、永磁电动机或开关磁阻电动机所取代。电动汽车所用的电动机正在向大功率、高转速、高效率和小型化方向发展。 当前第4页\共有35页\编于星期六\8点 复杂控制实验室 2.2、电机控制技术 随着电机及驱动系统的发展，控制系统趋于智能化和数字化。变结构控制、模糊控制、神经网络、自适应控制、专家系统、遗传算法等非线性智能控制技术，都将各自或结合应用于电动汽车的电机控制系统。它们的应用将使系统结构简单、响应迅速、抗干扰能力强，参数变化具有鲁棒性，可大大提高整个系统的综合性能。 当前第5页\共有35页\编于星期六\8点 复杂控制实验室 3、动力电池及其管理系统 3.1、动力电池 常用的动力电池为铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池。动力电池新品种不断出现，性能不断提高技术不断进步，但动力电池仍然是动力汽车的瓶颈，具有能量密度低，快速充电能力差、价格昂贵等缺点。 当前第6页\共有35页\编于星期六\8点 复杂控制实验室 3.2、电池管理系统： 电动汽车上对电池实施管理的具体设备就是电池管理系统（battery management system,BMS）,使电池工作在合理的电压、电流、温度范围内。BMS是电池组热管理和SOC估计等技术的应用平台。BMS对于电池组的安全、优化使用和整车能量管理策略的执行都是必要的。 当前第7页\共有35页\编于星期六\8点 复杂控制实验室 二、电池管理系统 1、电池模型 电动汽车电池性能模型又可分为简化的电化学模型、等效电路模型、神经网络模型、部分放电模型和特定因素模型 1.1 简化的电化学模型 Peukert(普克特 )方程 （1） 式（1）中，I为放电电流；n为电池常数；为电流的放电时间 当前第8页\共有35页\编于星期六\8点 复杂控制实验室 Shepherd模型 （2） 式2中，为电池端电压；为电池完全充满时的开路电压；为欧姆内阻；为极化内阻；I为瞬时电流；为由安时积分法算得的电池净放电量。 当前第9页\共有35页\编于星期六\8点 复杂控制实验室 1.2 等效电路模型 等效电路模型基于电池工作原理用电路网络来描述电池的工作特性，适用于多种电池。根据电路元件的特点，可分为线性等效电路模型和非线性等效电路模型。 当前第10页\共有35页\编于星期六\8点 复杂控制实验室 1.2.1 基本电路模型 基本电路模型是其他复杂等效电路模型的基础。Thevenin模型如图1所示，是最有代表性的电路模型。电容C与电阻R2并联（描述超电势）后与电压源Voc（描述开路电压）、电阻R1（电池内阻）串联。由于随着电池工作条件和内部状态的变化，Thevenin电池模型参数无法随之变化，因此准确性较差。 当前第11页\共有35页\编于星期六\8点 复杂控制实验室 图1 Thevenin电池性能模型 当前第12页\共有35页\编于星期六\8点 复杂控制实验室 1.2.2 线性电路模型 线性电路模型如图2所示，此模型是对Thevenin电池模型的改进。开路电压Voc为电压源Eo和电容Cb两端的电压，与之串联的是一个由3个电容C1、C2、C3和3个电阻R