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电动汽车用锌空电池的电量预测及管理系统的研究

刘成尧

  随着绿色环保能源在世界范围内的大力推广,各个国家都越来越重视相关产业的发展;2008年北京奥运会将要到来,我国在汽车行业掀起了一股使用绿色动力的浪潮,这是时代发展的要求,也是社会进步的表现。世界上有许多汽车公司在开发新一代新型绿色能源动力的电动汽车,包括尼桑、通用以及德国大众等公司在此上面投入巨额资金。在我国,许多汽车公司和科研院所也在努力探索新型绿色能源电动汽车。流行的电动汽车动力电池主要是铅酸电池、锂离子电池、碱性锌锰电池、镍镉电池等等。上海博信电池公司开发的锌空气燃料电池(简称为锌空电池,后同)作为电动汽车的理想动力已在浙大电动汽车上进行了实验,并得到良好的实验效果。由于电池的本身特性决定了对电池电量的预测成为电动汽车开发的一个难点。目前大多数电动汽车采用的电量预测技术包括了开路电压法、负载电压法、内阻法、电量累积法以及以上述方法的组合等。由于人工神经元网络的兴起,利用神经网络技术对电量的预测也逐渐成熟起来。本课题是对上海博信公司开发的锌空电池进行电量预测算法的研究。该公司生产的锌空电池与传统的充电电池有着完全不同的特点。首先,它采用锌粉在反应液中与空气的氧气反应产生电量,经过测试(包括出厂参数测试、现场测试和实验测试),电池的放出电量与充入电量有着对使用非常有利的某种关系特点;其次,它采用更换反应液的方式来重新得到电量,这样就使得充电的重复率可不作为电池放电的因素。该锌空电池属于电量可重复植入,但没有产生影响电池放电的传统参数—历史充放电效果因素。由以上分析可知,对于锌空电池的电量预测算法研究在某种精度的范围内较为容易实现。因此,这也有利于锌空电池的实际应用和推广。针对锌空电池的上述特点,本人在研究中对锌空电池的电压、电流、温度参数进行精确采样,提出用修正的电量累积法预测剩余电量。经过计算机仿真和实际实验论证,该算法能取得较满意的效果。最后本人根据课题中使用的检测设备研制方案,提出了可用于实际使用的锌空电池管理系统构造方案。本人进行本课题研究中,在浙江大学电动汽车上设计了电动汽车动力电池的电参数采集电路和液晶显示电路。在参考国内目前的研究现状下,本人认为在课题论文中,对电动汽车锌空电池电量预测算法和管理系统研制的阐述都具有一定的创新点,如针对锌空电池的电量累积算法中的修正设计,以及管理系统中的异常处理等。……   
[关键词]:电动汽车;锌空气电池;燃料电池;动力电池;铅酸电池;开路电压;终止电压;管理系统;预测算法;充电电池
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:浙江大学2004年