1、畢業設計（論文畢業設計（論文）中期中期報告報告電動汽車快速充電(模式)系統設計專專 業業 自動化自動化 學學 生生 張山張山 學學 號號 120210330 120210330 班班 號號 1202103 1202103 指導教師指導教師 王新生王新生 日日 期期 2016-2016-4 4- -2323 本次設計的具體進度安排一一. .了解、研究鉛蓄電池快速充電原理及其充電方法（了解、研究鉛蓄電池快速充電原理及其充電方法（1-21-2周）周）研究鉛蓄電池的電化學基礎研究鉛蓄電池的電化學基礎認識和分析鉛蓄電池的極化現象認識和分析鉛蓄電池的極化現象分析并介紹鉛蓄電池的容量及荷電狀態分析并介紹鉛蓄

2、電池的容量及荷電狀態鉛蓄電池充電過程的基本分析鉛蓄電池充電過程的基本分析二二. .設計鉛蓄電池快速充電的模糊控制（設計鉛蓄電池快速充電的模糊控制（3 36 6周）周）通過資料及所學知識熟悉鞏固模糊控制原理通過資料及所學知識熟悉鞏固模糊控制原理擬設計模糊控制器擬設計模糊控制器對充電設計進行仿真對充電設計進行仿真三三. .擬運用單片機系統進行軟件電路的設計（擬運用單片機系統進行軟件電路的設計（7-107-10周）周）2目前已完成的研究工作及結果 一一. .極化現象極化現象歐姆極化、濃度極化、電化學極化三種極化現象隨著歐姆極化、濃度極化、電化學極化三種極化現象隨著充電電流的增大而變得嚴重，但消除極化

3、是不可能的，充電電流的增大而變得嚴重，但消除極化是不可能的，只能通過改變工藝參數設計來減輕極化程度，措施有：只能通過改變工藝參數設計來減輕極化程度，措施有： 1 1、提高、提高極片導電劑含量、極片導電劑含量、 2 2、提高電解液中溶質含量、提高電解液中溶質含量、 3 3、降低極片的涂敷量、極片壓實適中、降低極片的涂敷量、極片壓實適中2目前已完成的研究工作及結果 二、蓄電池容量及荷電狀態的測量方法的確定二、蓄電池容量及荷電狀態的測量方法的確定 1 1、蓄電池容量、蓄電池容量= =電流電流* *時間（時間（AHAH） 需注意電池內阻會隨著電池容量的下降而增大，端電壓需注意電池內阻會隨著電池容量的下

4、降而增大，端電壓下降，放電電流變小下降，放電電流變小 2 2、荷電狀態的定義與測量、荷電狀態的定義與測量 蓄電池的荷電狀態不能直接得到，通過對電池的檢測來蓄電池的荷電狀態不能直接得到，通過對電池的檢測來推斷推斷SOCSOC的大小的大小3、目前已完成的研究工作及結果三、快速充電的要求三、快速充電的要求 第一第一, , 充電時間特別短充電時間特別短, , 以往鉛蓄電池每次充電需用以往鉛蓄電池每次充電需用8 1 8 1 6 h , 6 h , 現在要求現在要求30min 30min 充完電充完電; ; 第二第二, , 允許每次充電不必充允許每次充電不必充至額定容量的至額定容量的100 %100 %。

5、目前已完成的研究工作及結果四、充電過程的分析四、充電過程的分析當電池電壓達到當電池電壓達到2.4V 2.4V 之后之后, , 電壓會迅速上升電壓會迅速上升;:;:此時的充電電此時的充電電流除用于活性物質轉化外流除用于活性物質轉化外, , 電極上同時發生了電解水反應電極上同時發生了電解水反應, , 正正負極上分別產生氧和氫負極上分別產生氧和氫, , 因而通常因而通常2.4 V2.4 V稱為析氣電壓。稱為析氣電壓。目前已完成的研究工作及結果五、模糊控制器的設計五、模糊控制器的設計目前已完成的研究工作及結果 5.15.1模糊控制器一模糊控制器一當蓄電池的單格電壓小于當蓄電池的單格電壓小于2.402.

6、40，采用大電流充電，采用恒，采用大電流充電，采用恒定電流控制，模糊控制器的兩個輸入分別為和，定電流控制，模糊控制器的兩個輸入分別為和，= =i i(n)-(n)-irir(n)(n)，為充電電流給定值與實際值之差為充電電流給定值與實際值之差，e(n)e(n)(n-1)(n-1)為誤差的變化率為誤差的變化率。當蓄電池單格電壓充至。當蓄電池單格電壓充至2.402.40 時，采用恒壓控制，這時模糊控制器的兩個輸入分別時，采用恒壓控制，這時模糊控制器的兩個輸入分別為電壓給定值和蓄電池實際電壓值的差值為電壓給定值和蓄電池實際電壓值的差值U(n)U(n)r(n)r(n)，及誤差的變化率及誤差的變化率(n

7、)-e(n-1)(n)-e(n-1)目前已完成的研究工作及結果的隸屬函數的隸屬函數模糊控制器的輸出采用速度式，其輸出為：模糊控制器的輸出采用速度式，其輸出為：（）（）(n)(n)(n-1)(n-1)z(n)z(n)為控制量為控制量z(n)z(n)的變化率。的變化率。目前已完成的研究工作及結果和和e e的論域取為的論域取為-3,-2,-1,0,1,2,3-3,-2,-1,0,1,2,3；z z的論域為的論域為-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6-6,-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6和的模糊子集取為和的模糊子集取為NB.NS.ZO.PS.PBNB.

8、NS.ZO.PS.PB；的模糊子集取為的模糊子集取為NBNB，NMNM，NSNS，ZOZO，PSPS，PMPM，PBPB、和、和 的隸屬函數均取三角形的隸屬函數均取三角形目前已完成的研究工作及結果 的隸屬函數的隸屬函數 目前已完成的研究工作及結果5.25.2模糊控制器二模糊控制器二模糊控制器同樣采用兩輸入和單輸出的形式模糊控制器同樣采用兩輸入和單輸出的形式，兩個輸入分別為：，兩個輸入分別為：蓄電池的極化電壓和蓄電池的荷電狀態，輸出為去極化的脈沖寬度。蓄電池的極化電壓和蓄電池的荷電狀態，輸出為去極化的脈沖寬度。及的隸屬函數及的隸屬函數目前已完成的研究工作及結果的隸屬函數的隸屬函數、及的模糊控制規

9、則、及的模糊控制規則后期擬完成的研究工作后期擬完成的研究工作 1 1、對充電設計進行仿真、對充電設計進行仿真 2 2、利用相關軟硬件進行軟件電路的設計、利用相關軟硬件進行軟件電路的設計后期進度安排后期進度安排 1 1、完善迷糊控制器的設計、完善迷糊控制器的設計（4.20-5.14.20-5.1） 2 2、設計軟件充電電路、設計軟件充電電路（5.1-65.1-6）存在的問題與困難存在的問題與困難 模糊控制規則在控制過程中不變模糊控制規則在控制過程中不變，適應性較差，將會影響充電，適應性較差，將會影響充電的效果。因此需要適時調整充電電流誤差，實現在線調整，提的效果。因此需要適時調整充電電流誤差，實

10、現在線調整，提高控制性能。高控制性能。參考文獻11陳清泉陳清泉, ,孫逢春孫逢春, ,祝嘉光祝嘉光. . 現代電動汽車技術現代電動汽車技術M. M. 北京：北京理工大學出版社北京：北京理工大學出版社2 2 閆志剛閆志剛, ,胡信國胡信國. . 鉛酸蓄電池正極材料硫酸鉛的研究鉛酸蓄電池正極材料硫酸鉛的研究J. J. 3 3 PillerPiller Sabine, Perrin Marion, Sabine, Perrin Marion, JossenJossen Andreas. Methods for state-of-Charge Andreas. Methods for state-of

11、-Charge Determination and their Determination and their Applications J.Power Sources, 2001, 96(1):113-120. Applications J.Power Sources, 2001, 96(1):113-120. 4 4 李俄收，朱會田李俄收，朱會田, ,，文民，文民. . 電動汽車蓄電池的充電方法和充電設備電動汽車蓄電池的充電方法和充電設備 5 5 A.Kirchev,M.Perrin,E.Lemaire,F.Karoui,F.MatteraA.Kirchev,M.Perrin,E.Lemaire,F.Karoui,F.Mattera. Studies of the pulse . Studies of the pulse 6 6 王迎迎王迎迎. . 電動汽車智能充電機的研究與設計電動汽車智能充電機的研究與設計D.D.河南：鄭州大學，河南：鄭州大學，7 7 陳一平陳一平. . 車載智能快速充電機的設計與研究車載智能快速充電機的設計與研究D. D. 天津：