电气化民航特种车辆电源管理系统研究

随着全球环境恶化和能源危机两大问题的不断突出,各国都在积极寻找清洁能源,各行各业都担负着节能减排的重要任务。随着民航业的发展和节能减排工作的不断深入,电气化民航特种车辆的优势逐渐显现,但同时特种车辆间断性工作和走走停停的特点对车载动力电池的供电品质、监控保护等提出了更高的要求,动力电池的管理作用越来越重要。电源管理系统不但能提高车辆电源系统的可靠性、延长动力电池的使用寿命,提高车辆的续航里程,而且在很大程度上决定了整车的安全性和经济性。本文在民航特种车辆电气化推广背景下,结合民航特种车辆的运行特点和应用需求,以S3C2440处理器为核心,设计开发了一套动力电池电源管理系统。该系统可实现对动力电池的参数检测、故障报警、荷电状态估算和人机交互等功能。本文的研究内容主要包括以下几个方面:(1)分析磷酸铁锂动力电池的特性,确定了电源管理系统的基本功能和总体结构。(2)通过充放电实验分析研究磷酸铁锂电池的外特性,建立了近似化程度高、结构相对简单、参数易于获取的动力电池等效电路模型。(3)采用扩展卡尔曼滤波算法估算动力电池的荷电状态,并进行了仿真验证。(4)完成了基于S3C2440处理器的电源管理系统硬件选型和PCB电路设计,并实现了设计功能。(5)完成了对电源管理系统的软件编程,实现了设计的功能。将设计开发的电源管理系统在实验室环境下进行测试,结果表明可以实现预期的功能,且精度和稳定性较高。