规模储能系统中电池管理系统的设计

作为可再生能源和电网的缓冲装置,储能系统发挥着巨大作用,电池管理系统作为储能系统的核心之一,更是有着不可替代的作用。提出储能系统对BMS的要求,设计并开发储能系统电池管理单元,通过采用CANopen协议实现设备与BMS通信,提高系统实时性和可扩展性。通过实际运行和测试证明,采用分级的管理策略对数量庞大的单体电池进行监视,在很大程度上提高了系统运行效率,减少大规模系统故障的发生。     

我国发布14项电动汽车国家标准制修订计划

<正>近期,国家标准化管理委员会专批立项了14项电动汽车国家标准制修订计划,涉及车用动力电池回收利用、电动汽车无线充电系统、传导式充电系统、安全性测试规范、充电连接装置检测等电动汽车关键技术。其中车用动力电池回收利用系列标准涵盖了动力电池拆卸、梯次利用、材料回收、包装运输等方面内容,与前期已经立项的《电动汽车动力电池型号、规格尺寸》、《动力电池更换用电池箱编码》等标准共同形成     

具有蓝牙通信功能的可视化BMS的研究与应用

为安全使用退役锂离子电池并能实时监测,实现早发现,早预警,防患于未然,针对退役动力电池的梯次利用过程中的实时监测问题,设计了一个能够实现实时监测退役电池状态的可视化电池管理系统(BMS),并通过蓝牙传输到手持数字终端(PDA)上。并在PDA上实现数据的接收和控制。该BMS,除具有常规管理的系统功能外,还可以通过硬件电路设计和软件程序编写,实现对电池的电流、电压及温度等性能检测,以及在PDA上实现充放电控制,电池类型选择,保护参数设置等功能。测试结果和实测数据的比对表明,本设计具有误差小、使用场景灵活,对电池的实时状态以及控制更加直观可靠等优势,也适用于出厂前电池状态检测,应用前景广阔。     

基于可靠性的电动汽车监控系统设计与实现

针对电动汽车监控的安全性和可靠性要求,通过分析电动汽车监控的特点,提出一种电动汽车监控系统的设计方案。首先,在系统设计中应用框架和设计模式,提高系统中的设计和代码复用性;其次,通过本地监控代理与远程监控平台相结合方式,实现松耦合的分层设计;最后,引入GPRS和Zigbee通信方式,提出3种主要应用场景下通信组网方式,提高信息通信可靠性。通过以上三种方式,实现系统可靠性和安全性的提升。除设计方案外,给出了监控系统中各个模块的具体实现方法,并介绍了系统的应用情况。     

超级电容器储能在电动汽车中的应用研究

针对电动汽车启动时所需的大功率、大电流对蓄电池的损害及制动时导致的能量浪费,分析以蓄电池为主电源,具有超大容量的新型储能器件超级电容器为辅助电源的电动汽车能量管理系统。利用两相交错并联双向DC/DC变换器作为超级电容器储能系统的主电路,并采用电压外环电流内环的控制策略对储能系统进行建模仿真。仿真结果表明超级电容器储能响应快,稳定性好,作为电动汽车辅助电源能够实现能量的回收再利用,有效提高系统能量利用率,延长电池使用寿命。     

基于CAN和RS485的电动汽车充电机控制系统

运用模块化设计方式,设计并实现了基于CAN总线和RS485通信的电动汽车用充电机控制系统,介绍了这种双层网络控制结构和基于DSP的充电控制单元具体的硬件和软件实现方案,该系统能够实现充电过程的远程和现场的双重控制.     

基于PROFIBUS—DP的电液伺服控制系统设计

介绍了利用专用集成电路SPC3实现电液控制器的PROFIBUS-DP接口和控制器硬件的设计,给出了控制器处理DP通信的软件实现方式.使控制器可以智能分站的形式应用与工业现场总线的网络中.最后进行了系统的通信实验测试和位置运动控制实验,证明了该系统的设计是可行的、有效的.     

纯电动汽车电驱动系统硬件在环仿真试验台架开发

建立了由电驱动系统,负载测功机,电池模拟器,辅助设备,实时硬件在环控制系统和数据采集系统构成的纯电动汽车电驱动系统硬件在环仿真试验台架,开发了测试平台控制模型。通过将电动汽车整车模型部署到实时控制器中,对驱动电机和负载测功机进行转速和扭矩的控制,为电驱动系统提供模拟的行驶环境,从而测试电驱动系统的动力性,匹配性,效率和续行里程等。     

交互式无线通信测试系统设计

针对旋转体信号难以通过线缆传输的问题,研制一套采用射频技术的交互式测试通信系统。叙述了系统的软／硬件设计。该系统利用FPGA和nRF2401实现单信道半双工通信,用户可灵活选择测试模式与测试参数。系统具有结构简单、工作可靠等优点,可广泛应用于旋转体各种信号的测试。     

基于融合修正SOC算法的家用储能BMS系统设计

本文基于融合修正SOC估计算法,设计了一种用于家用储能的电池管理系统(BMS)。基于家用储能系统BMS主从拓扑结构及磷酸铁锂电池的特性,设计了一种以NXP单片机(MC9S12)和TI电池管理芯片(BQPLA455A)为核心的BMS。该BMS可实现对多路电池电压、温度采集及均衡控制;同时,可根据采样数据利用融合修正SOC算法进行SOC计算。根据测试实际数据,将通过电池组实际电压、温度值与系统采样值,对电池均衡效果及SOC进行分析。试验结果证明,设计的BMS具有较高的采样精度和采样速度,均衡控制合理,SOC估算值误差较小,验证了本文所设计家用储能BMS的可用性。     

电动汽车平面多关节机器人的设计与应用

电动汽车的续航服务,目前主要由整车充电和电池更换两种方式实现,其中电池更换是将电池作为一个整体,利用换电设备进行更换,通过分离车体、输送、集中充电、快速更换等方式实现续航,该运行方式中换电设备是整个换电系统中的核心,直接与电动汽车和存储充电单元衔接,关乎换电操作的成败。提出的新型、自动定位、多自由度的平面多关节机器人是换电系统中重要的换装设备,体现了电动汽车换电设备趋于全自动化,该设备通过升降、旋转、倾斜调整等实现了电动汽车的换电工作,负载大、自动化程度高、劳动强度小、效率高、操作简单、对接柔性好。     

电动汽车再生制动系统双向DC/DC变换器的设计

为了实现电动汽车再生制动的能量回收方案,采用超级电容作为储能元件,设计了电动汽车超级电容再生制动系统双向DC/DC变换器,介绍了DC/DC变换器主电路的四种控制方案。实验测试证明了设计合理,工作稳定可靠。     

电动汽车混合储能系统的事件触发无差拍控制

混合储能系统具有高功率密度和高能量密度的性能优势,已经被广泛应用于电动汽车.以电动汽车的电池-超级电容混合储能系统为研究对象,针对传统控制方法中快速动态响应和计算负荷的矛盾,提出一种基于事件触发无差拍控制的方法.该控制方法继承了无差拍控制方法响应速度快、过冲量小的优点,可以在一个控制周期内计算获得最优控制信号,从而充分利用混合储能系统应对复杂工况,以达到稳定母线电压的目的 ;同时,通过引入事件触发控制策略,根据系统状态消除冗余计算,可以在保持控制性能的前提下有效降低计算负荷.基于Matlab/Simulink构建了电池-超级电容混合储能的数字仿真系统,仿真试验结果表明所提出的事件触发无差拍控制具有良好的控制效果:①可以将直流母线电压纹波稳定控制在参考值1.4％,接近传统无差拍控制的1.1％,性能上满足要求;②计算执行平均次数是传统方法的61.2％,计算负荷减小了39.8％;③引入事件触发控制机制,可以有效消除冗余的开关动作,提高混合储能系统的整体效率.最后,围绕中国电动汽车的行驶工况,基于OPAL-RT的硬件在环试验,进一步验证事件触发无差拍控制方法在电池-超级电容混合储能系统的有效性,研究结果为电动汽车混合储能系统的控制提供了一种参考.     

磁悬浮储能飞轮状态监测系统

为保证磁悬浮储能飞轮安全稳定地运行，建立了一套磁悬浮储能飞轮状态监测系统。根据系统原理图，利用储能飞轮自身的传感器和变送器，加上隔离器、数据采集卡和上位机组成系统硬件。通过LabVIEW平台开发了磁悬浮储能飞轮监测软件。软件实现了数据采集、信号处理、转速计算、趋势图显示、时域分析、频域分析、轴心轨迹显示等功能，并能实时、定时、定转速地自动储存监测数据与图片。软件利用缓存程序设计，解决了高频次存储数据占用大量时间资源的问题。利用监测系统对500 kW-125 kW·h磁悬浮储能飞轮产品测试，测试结果指标正常，验证了监测系统的各项功能及系统的稳定性。     

EV飞轮储能系统控制策略

为研究电动汽车飞轮辅助储能系统,对飞轮辅助储能系统中的控制系统进行了运动学控制策略分析,提出了位置环的PID控制策略,并对控制系统进行了硬件和软件的设计,在此基础上搭建了实验平台。基于MATLAB/Simulink进行实验平台的建模,对储能系统的位置估算方法、储能控制方法和释能控制方法进行仿真,通过对仿真结果的分析,研究储能飞轮转速、转矩的对比曲线,得出实际转速和估计转速基本一致。针对实验平台进行了转速控制实验并测试实验平台性能,结果显示PID控制策略可以消除系统2ms的控制延迟现象。该研究为以后飞轮储能装置在飞轮混合动力系统上的应用提供了一定的参考依据。     

新能源汽车基于高压电池组分段应急供电系统设计

为了实现新能源汽车低压电池馈电的情况下提供汽车应急启动能力,设计了一种基于高压电池组分段管理系统。其中硬件系统包括供电模块、主控模块、均衡模块和CAN通信模块;软件系统包括电压、温度、电流的数据采集和处理程序、均衡处理程序和CAN通信程序。该系统实现了均衡充电,使电压高的电池转移电能给电池低的电池,并通过实验验证该系统设计的有效性。     

应用于风力发电的分散式集装箱储能系统设计

针对风力发电弃风利用、平滑输出、跟踪出力、参与电网调频的业务需求,设计一个可以满足当前风电企业需求,能实现与风电机组联合运行的分散式储能集装箱系统。该系统综合集成了磷酸铁锂电池组、电池管理系统(BMS)、双向变流系统(PCS)以及能量管理系统(EMS),辅助以集装箱、消防、照明、通风灯系统,并通过专用通信系统接入风电场控制系统,具备与风力发电机组的联合运行能力。经试验测试和现场试运行,该系统具有功率输出精度高、响应速度快、性能稳定、可控性好、管理维护方便等优点,能满足"电网友好型"风电场对储能系统的应用需求。     

基于虚拟仪器技术的拉伸流变仪测控系统

为了测试聚合物熔体拉伸性能,设计了拉伸流变仪测控系统.利用串行通信方式,通过构建通信协议建立了性能可靠的主、从式测控系统;在压力控制中,利用了具有控制参数在线整定能力的积分分离型PID控制算法,从而实现了压力恒定,达到了恒定挤出量的目的.运用虚拟仪器的设计方法,利用可视化图形编程环境,实现了多功能虚拟仪器软面板.该系统硬件配置简单、软件设计灵活、图形界面友好.     

光纤分配网远程施工系统的设计与实现

在传统的光纤分配网(ODN)中,施工人员采用纸质工单进行施工,施工效率和正确率低,光纤设备资源浪费严重。为了解决此类问题,设计并实现了一种ODN远程施工系统。论文首先介绍了该系统的设计方案以及工作原理,然后介绍了系统的硬件设计与软件开发实现。论文重点阐述了系统硬件中蓝牙通信模块和单片机控制器的设计与开发,以及系统软件中服务器工单子系统和移动施工客户端程序的设计与实现。使用该系统时,施工人员利用移动施工客户端通过网络以Web Service方式从工单子系统获得施工命令,然后通过蓝牙通信模块将施工命令转发给施工设备上单片机控制器,从而实现对光缆交接箱的施工控制。实际测试结果表明,使用该系统得到的电子施工结果正确,可以有效提升运营商对于ODN资源的管理效率。     

基于BMS电动汽车电池管理系统控制的研究

电动汽车在实际运行过程中,其电池管理系统控制是非常重要的组成部分,因而对其系统控制研究具有现实意义。BMS电动汽车中的电池管理系统具有如下作用:电池参数监控、SOC估算、行驶里程估算、漏电监测、显示报警等等,并且借助CAN总线方式,能够与车辆集成控制系统,或是充电机实现信息交互,以确保电动汽车的高效、可靠及安全运行。文章简要介绍了基于BMS电动汽车电池管理系统的相关控制设计内容,详细阐述了BMS的硬件、软件设计,为相关的工程设计提供了很好地借鉴。