HEV实验台监控系统设计研究.pdf

哈尔滨工程大学硕士学位论文HEV实验台监控系统设计研究姓名：王宇申请学位级别：硕士专业：轮机工程指导教师：陆平20030201哈尔滨工程大学研究生学位论文A b s t r a c tI nt h i sp a p e r ，t h ed e s i g na n dr e s e a r c ho ns u p e r v i s o rs y s t e mo fH y b r i dE l e c t r i cV e h i c l e ( H E Y ) e x p e r i m e n t a ls y s t e mi si n t r o d u c e d ，t h ed e s i g na n dc o n s t r u c t i o no fH E Ve x p e r i m e n t a ls t a t i o ni sa l s od i s c u s s e d ．T h ee n t i r ec e n t r e ls y s t e mo fH E Ve x p e r i m e n t a ls t a r i o ni sm a d eu po fs u p e r v i s o ts y s t e m ，r u n n i n gc o n t r o ls y s t e ma n dm a n u a lc o n t r o ls y s t e m ．T h ek e yh a r d w a r eo fs u p e r v i s o rs y s t e mi sa ni n d u s t r i a lc o n t r o lp e r s o n a lc o m p u t e r ．A n dd u et ot h en a t u r eo ft h ed a t aa c q u i s i t i o n ，t h r e ed a t aa c q u i s i t i o nc i r c u i tb o a r da r ea d o p t e d ．T h e ya r ev o l t a g et od i g i td a t ac o n v e r t i n gc i r c u i tb o a r d ，c u r r e n tt od i g i td a t ac o n v e r t i n gc i r c u i tb o a r da n dd i g i td a t ai n p u t ／o u t p u tc i r c u i tb o a r d ．T h e s ec i r c u i tb o a r d sa r eu s e dt oa c q u i r et h em a i nr u n n i n gp a r a m e t e ro fH E Ve x p e r i m e n t a lb e da n dt oc o n t r o lt h eo u t p u to fa l a r mm e s s a g e ．I no r d e rt os i m p l i f yt h ew i r ec o n n e c t i o na n ds i g n a lc o n d i t i o n i n g ，t h r e ep i e c eo fi n t e r f a c ec i r c u i tb o a r d sc o r r e s p o n d e n c et ot h et h r e ed a t aa c q u i s i t i o nc i r c u i tb o a r d sa r ee q u i p p e d ，a n daw i r ec o n n e c t i o nb o xi sa l s od e s i g n e dt oc o n t a i nt h e m ．T h es u p e r v i s o rp r o g r a mi sd e v e l o p e do nD e l p h i 5 ．0w h i c hi sa ne x c e ll e n tp r o d u c to fB O R L A N DC o r p ．A n dt h ep r o g r a mc a nb er u n n i n go nt h eW I N 9 8e n v i r o n m e n t ．D u r i n gt h ed e s i g no fs o f t w a r e ，t h eO O Pm e t h o di sa d o p t e d ，a n dt h et e c h n o l o g yo fm u l t i —t h r e a da n dd a t a b a s ei sa l s ou s e d ，T h ep r o g r a m ’si n t e r f a c ei sa t t r a c t i v e ．A n dt h ep r o g r a mi sd e s i g n e dt oc o n v e n i e n tf o ru s i n g ．T h ef u n c t i o n so fs u p e r v i s o ts y s t e mi n c l u d ed a t as a m p l i n ga n ds h o w i n gi nr e a lt i m e ，d a t as a v i n g ，d a t ap r i n t i n g ，d a t as h o w i n gt h r o u g hc u r v eg r a p h ，a l a r mb ys o u n da n dl a m p ．T h er u n n i n gc o n t r o lf u n c t i o ni sa c c o m p l i s h e dt h r o u g hc o m m u n i c a t i n gw it hs u b —c o m p u t e r ．T h ee x p e r i m e n t a lr e s e a r c hh a sa l s ob e e nd o n ei nt h i sp a p e r ．T h ee x p e r i m e n t a t i o np r o o ft h a tt h ed e s i g no fs u p e r v i s o rs y s t e mi sw o r k a b l e ．哈尔滨工程大学研究生学位论文T h eH E Vs y s t e md i s c u s s e di nt h i sp a p e ra p p l i e st h et e c h n o l o g yo fc o m p u t e rc o n t r o l li n g ．T h i Si sh e l p f u lt oi m p r o v ea n dd e v e l o pt h eh i g hp e r f o r m a n c eH E Vp r o p u l s i o ns y s t e mo fe n e r g y —s a v i n ga n de n v i r o n m e n t —p r o t e c t i n ga b i l i t yi no u rc o u n t r y ．K e yw o r d s ：H E V ：C o m p u t e rC o n t r o lS y s t e m ：s u p e r v i s o rS y s t e mD a t aA c q u iS i t i o n ：S e r i a lC o m m u n i c a t i o n哈尔滨工程大学硕士学位论文第l 章绪论1 ．1H E V 混合动力装置综述经科学证明，汽车是大气污染和地球变暖的主要祸首之一，而且使用的又是日渐枯竭的石油资源，特别是柴油机车辆排放的二氧化碳、黑烟及氮氧化物与同俱增。

净化环境，控制污染源，已成为国家工作的重点，已成为影响国民经济健康快速发展的不可或缺的辅助工程降低车辆排放，提高运行的经济性，是控制污染源的关键，也是现今公众关注的焦点之一随着科学技术的发展，人们不断探求根本解决车辆排放的问题电动车( 简称E V ) 的概念随之产生，技术条件也不断成熟，但作为普及电动车的关键问题之一的车用电池，容量不足、充电时间长、寿命短等的缺点一直束缚着电动车的发展1 9 9 6 年末，人们在电动车用电池难题上取得突破，研制成功了高性能锂离子电池和镍一氢( N i ．M H ) 电池；近年来，在电池技术上已获得了很大进展，各种高性能的E V 用电池已正式投入电动车市场，日本索尼公司和日本电池公司先后宣布研制成功锂离子电池，充电一次可使汽车连续行驶3 0 0 k m 以上，打破了丰田公司投放市场的N i ．M H 电池电动车充电一次可行驶2 4 0 k m 的纪录这种新型锂离子电池的能量密度为l O O W h ／k g ，比铅电池提高3 倍左右，容量为1 0 0 A h ，重量为2 9 k g 目前应用锂离子电池的电动车有“日产”公司研制的“草原快乐”牌电动车，最大速度为1 2 0 k m ／h ，一次充电续驶里程可达2 0 0 k m ( 市内行驶) ；使用N i ．M H 电池的电动车有丰田公司的“凡W 4 L ．E V ”、本田公司的“H O N D A ．E V ”以及关西电力公司、日本电池、东芝公司联手研制的“大发改型”电动车，最大速度为1 2 0 ．1 3 0 k m ／h ，续驶里程为2 1 0 k m ，恒速行驶还可提高，加速性能颇好，以关西车为例，由0 - 4 0 k i n 时，需对仅为4 ．3 秒。

美国通用汽车公司( G M ) 推出的改进型E V l 电动车也于1 9 9 6 年秋在美大量上市，自动化程度高，但仍沿用铅电池限制了其性能的大幅提高这一切都使得电动车取代汽车的前景更加明朗哈尔滨工程大学硕士学位论文电动车的电池问题虽有突破，但在续驶里程上还未赶上汽车的普遍水平目前只有1 9 9 1 年日本东京电力公司精心研制的1 2 A 牌电动车创下可和汽车续驶能力相媲美的纪录另外，价格较贵也是限制其普及的主要原因目前，能普遍将行驶里程提高到和汽车相当的水平，又能避免费时的充电，价格、造价也较电动车便宜者，当数混合型电动车( H E V ) H E V ( H y b r i dE l e c t r i cV e h i c l e ) 意为混合型电动车，是车上装有两种或两种以上的动力源，是利用发动机、电动机和储能装置( 电池组) 结合在起 的新型动力装置现在混合型动力装置基本分为串型( S e r i e s 一皿V ，简称S - H E V ) 和并型H E V ( P a r “l e l ．H E V ，简称P —H E V ) 两种串型H E V 的原理是用发电机补充电池组能量的不足，从而延长了一次充电续驶里程，即用发动机驱动发电机发电给电池组充电，再由电池组供电给电动机，驱动车辆行驶；这种型式由于有发动机、发电机和电动机三个驱动单元，虽能使车辆的运行状况得到很大改善，但较笨重，本文不对论这类装置。

并型H E V 具有发动机和电动机两个驱动单元，按车辆运行状态或电池组运行状态而分别使用即车辆启动或加速时借助电动机辅助发动机工作，达到正常工作状态后，电动机即为发电机状态，为电池组充电；在刹车和减速时，电机也为发电机状态，向电池组充电，改善电池工况P - H E V。