超级电容能量监控系统的研究与设计

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1、上海交通大学硕士学位论文超级电容能量监控系统的研究与设计姓名：徐文兵申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：王春香20080201ABSTRACT超级电容能量监控系统的研究与设计摘要电动汽车研究的首要难题是开发出一种高效、清洁环保的电池。超级电容是近几年被研究开发出来的绿色能源，并在汽车中已有应用。当前技术下的超级电容存储的能量有限加上超级电容线性充放电特性，使得对车载超级电容进行能量监控，增加汽车的行驶里程很有必要。本文在“上海市科委登山计划”资助下，对CyberC3-0无人驾驶电动汽车车载超级电容进行了能

2、量监控系统的研究与设计。论文首先对CyberC3-0无人驾驶电动汽车电源系统的电磁干扰的形成原因进行了分析，并采用优化供电方案和地线隔离的方法对电源系统进行了抗电磁干扰设计。其次，论文对超级电容能量监控系统进行了设计与实现，包括硬件和软件两个方面的内容。硬件方面主要完成了传感器的选型、充电机的选型、监控系统电路的设计等。软件方面主要是针对硬件电路的程序设计，包括数据采集程序、SOC计算、LCD显示程序以及CAN通信程序等，各模块程序最后被组合成系统程序。论文的最后，我们对设计的能量监控系统进行了相关实验。首先是采样

3、调理电路的标定实验；其次是电磁干扰实验，实验证明电源系统的抗干扰设计取得了很好的效果；接着进行了超级电容的充放电特性实验，得到了一些超级电容特性数据，为电容荷电状态(SOC)预测奠定了基础；最后是系统调试实验，结果表明超级电容的SOC预测取得了较好的效果。关键词：超级电容,电容荷电状态,电磁干扰,能量监控系统IABSTRACTDESIGNANDRESEARCHONENERGYMONITORINGSYSTEMFORSUPERCAPACITORABSTRACTElectricvehicleisakindoftransp

4、orttoolwithzeroexhaust,whichcanremarkablyreduceairpollution.Thebiggestobstacleinthewayofusingelectricvehicleistodevelopakindofbatterywithcharacteristicofhigh-effective,cleanandenvironment-friendly.Asakindofgreenenergyresearchedanddevelopedinrecentyears,SuperCa

5、pacitor(SC)hasbeenappliedtocar.Undercurrenttechnology,SCcanonlybringlimitedenergyandhasadisadvantageoflinearchargeanddischarge.ThereisnecessitytomanageSCequippedincartoimproveperformanceofmileage.ThisthesiscarriesthroughresearchanddesignonEnergyMonitoringSyste

6、m(EMS)forSCinstalledinCyberC3-0driverlesselectricvehicle.Theworkcanbedividedintoseveralpartsasfollowed:ResearchonElectromagneticInterference(EMI),schemedesign,systemrealizationandexperiments.EMIinpowersystemofCyberC3-0DEVmadecontrolsystemcannotworknormally.Tos

7、olvethisproblem,anti-EMIdesignwascarriedoutaboutthepowersystem,includingoptimizationofpowersupplymoduleandisolationofgroundconnection.Basedondesignofanti-EMIofpowersystem,functiondemandofsupercapacitorEMSwasanalyzed.Accordingtotheanalysis,somepossibleschemeswe

8、reputforward.Thebestonewouldbedeterminedthroughcomparisonwithconsiderationofpracticalsituation.ThemainpartofthisthesisisrealizationofEMS,includinghardwareandsoftwaredesign.Tocomple