автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Система контроля и управления источником энергии тягового привода электромобиля

На правах рукописи

ХЕЧИНАШВИЛИ АЛЕКСАНДР

СИСТЕМА КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ИСТОЧНИКОМ ЭНЕРГИИ ТЯГОВОГО ПРИВОДА ЭЛЕКТРОМОБИЛЯ

Специальность 05.09.03 — электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученной степени кандидата технических наук

Москва - 2006

Работа выполнена в Московском энергетическом институте (техническом университете) на кафедре «Электрического транспорта»

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

кандидат технических наук, профессор Слепцов Михаил Александрович доктор технических наук, профессор академик АЭН РФ Еременко Владимир Григорьевич кандидат технических наук Комаров Владимир Георгиевич ОАО «Научно-исследовательский тракторный институт»

Защита диссертации состоится «20» октября 2006 года в 16 час. 00 мин. в аудитории М-611 на заседании диссертационного совета Д 212.157.02 Московского энергетического института (технического университета) по адресу: 111250, г. Москва, Красноказарменная ул., д.13, корп. М.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского, энергетического института (технического университета).

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью, просим отправлять по адресу: 111250, г. Москва, Красноказарменная ул., д.14, Ученый Совет МЭИ (ТУ).

Автореферат разослан «19» сентября 2006 г.

Ученый секретарь

Диссертационного совета Д 212.157.02 к.т.н., доцент

Цырук С.А.

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Практически все современные автомобили снабжены двигателями внутреннего сгорания. При сравнительно небольшой массе, данный вид двигателя развивает высокую мощность, достаточно надежен и работает на сравнительно недорогом топливе. Двигатель внутреннего сгорания обеспечивает высокие тяговые характеристики. Все эти качества двигателя широко используются человеком, и его конструкция постоянно совершенствуется. Однако по мере роста количества автомобилей работающих на углеводородном топливе, все существенней начинает проявляться его основной недостаток, которому ранее не уделяли особого внимания. При работе двигателя, с выхлопными газами в атмосферу поступают вещества вредные для здоровья человека. При значительном увеличении количества автомобилей, особенно в крупных городах, заметно ухудшилось состояние окружающей среды. Не смотря на то, что виновниками загрязнения отчасти являлись и промышленные предприятия, эту проблему удается решить гораздо проще, путем переноса этих предприятий за черту города.

Одним из основных путей снижения негативного влияния автомобиля на экологию города является использование альтернативных экологически более чистых источников энергии. Средство передвижения на основе альтернативного источника энергии должно, по крайней мере, не уступать маневренности и расчетному пробегу транспорта работающего на традиционных видах топлива. Одним из направлений развития экологически безопасного транспорта являются электромобили. Электромобиль это транспортное средство, основным источником энергии которого является электрохимическая аккумуляторная батарея или молекулярный накопитель. К аккумуляторным батареям (накопителям энергии) тягового привода электромобиля применяется ряд требований.

Батареи должны быть взрыве- и пожаробезопасными, иметь малые массогабаритные показатели, высокий КПД зарядно-разрядной характеристики, иметь широкий диапазон рабочих температур, минимальный саморязряд, высокий срок службы, быть механически прочными, простыми в обслуживании и выделять минимум токсичных газовыделений.

Следует отметить, что современная электрохимическая аккумуляторная батарея является не только обычным носителем заряда, но также и включает в себя электронное оборудование диагностики ее состояния и управления. Данное оборудование (далее система контроля и управления) в составе электрохимического накопителя позволяет повысить долговечность аккумуляторных батарей: взрыво- и пожаробезопасность, простоту обслуживания, высокий срок службы батареи, высокий КПД заряда и разряда.

Соблюдая технические требования к батарее, а так же применяя механизмы перераспределения энергии между аккумуляторами (нивелирование напряжений), добиваются оптимальных условий эксплуатации источника тока, а так же безопасности его функционирования. За обеспечение оптимального режима эксплуатации тяговой аккумуляторной батареи отвечает система контроля и управления состоянием электрохимического источника тока, которая является неотъемлемой частью современного накопителя энергии.

Цель работы и задачи исследования

Целыо данной диссертации является разработка методики по выбору источника энергии тягового привода электромобиля для делового центра Москва-Сити, прогулочного электромобиля для экологически чистой зоны отдыха и местности проходящей по экологической программе UNESCO, разработка по созданию системы контроля и управления источником энергии обеспечивающей его оптимальные режимы эксплуатации.

Поставленная цель достигается решением следующих задач:

• проводится анализ современного состояния рынка химических источников тока и перспектив использования в качестве источника энергии тягового привода электромобиля;

• обосновывается выбор источника энергии для поставленной задачи;

• рассматривается принцип работы выбранного источника энергии и условия его эксплуатации;

• предлагаются технически обоснованные стратегии построения систем контроля и управления химическими источниками энергии;

• проводится и обосновывается выбор наилучшего технического решения системы контроля и управления;

• подтверждается выбор технического решения системы контроля и управления на основе проведенных экспериментальных исследований.

Методы исследования

При выполнении работы были использованы аналитические методы моделирования аккумуляторной батареи и численные методы моделирования ПИ-регулятора с использованием одношагового метода Эйлера. При реализации ПИ-регулирования был применен математический пакет MathCad, симулирование в среде MPLAB IDE (Microchip inc.). Экспериментальные исследования проводились с помощью разработанных макетных, экспериментальных и опытных образцов системы контроля и управления.

Научная новизна

Научная новизна работы заключается в разработке методики проектирования системы контроля и управления аккумуляторной батареей тягового привода электромобиля, основанной на выборе оптимальных соотношений параметров, позволяющих обеспечить ее безаварийное

функционирование и эффект энергосбережения. Система контроля впервые

учитывает следующие особенности:

• обеспечивает поэлементный контроль, выравнивание характеристик отдельных аккумуляторов, контроль температуры и давления аккумулятора;

• является самодостаточной системой, в том смысле, что она обеспечивает защиту от перезаряда и переразряда отдельных аккумуляторов батареи и батареи в целом, защиту от токов короткого замыкания, перегрева аккумуляторов;

• включает блок самодиагностики в реальном режиме времени;

• обеспечивает режим контрольного цикла при работе с аккумуляторной батареей.

Практическая значимость и реализация работы

Практическую значимость представляют:

• обоснование выбора электрохимической системы аккумуляторной батареи тягового привода электромобиля;

• обоснование выбора контролируемых параметров аккумуляторной батареи и методов измерений;

• обоснование принципа построения системы контроля и управления батареей электромобиля;

• результаты проектирования батареи со встроенной системой контроля и управления на предприятии ОАО «АВЭКС» для ОАО «Уралэлемент», ФГУП «Центр Келдыша», ОАО АК «Ригель», ОАО «НИАИ «ИСТОЧНИК».

На защиту выносятся

• методика выбора химического источника тока для современного электромобиля;

• методика проектирования системы контроля и управления батареей тягового привода электромобиля;

• результаты проектирования системы контроля и управления батареей тягового привода электромобиля.

Апробация работы

Результаты работы докладывались и обсуждались на 2-х конференциях и на кафедре электрического транспорта МЭИ.

Публикации

По теме диссертации опубликованы четыре печатные работы.

Во введении обозначены основные пути снижения негативного влияния автотранспорта на окружающую среду, приоритетные направления развития альтернативного вида транспорта на основе химических источников энергии и необходимость создания электронного оборудования диагностики состояния и управления источником энергии.

В первой главе проводится обзор перспективы рынка электромобилей, сравнение удельных характеристик электрохимических накопителей, топливных элементов и углеводородного топлива. Анализируются характеристики свинцово-кислотных, никель-кадмиевых, пикель-металлгидридных и литий-ионных химических накопителей энергии. Проводится сравнение параметров источников тока и обосновывается выбор электрохимической системы.

В настоящее время эксплуатационные характеристики электромобиля определяются, прежде всего, параметрами источника энергии (аккумуляторной батареей). Мощность источника энергии определяет динамические характеристики электромобиля, ресурс работы и надежность — ресурс электромобиля в целом.

В качестве примера приводятся параметры. тяговой аккумуляторной батареи электромобиля для поездок на небольшие расстояния, в частности движения по территории делового центра Москва-Сити:

• энергоемкость, Е, Вгч —15000;

• максимальная мощность, Ррк, Вт, и время ? ее реализации -22500, не более 16 сек.

• длительно реализуемая мощность, Рсп1, Вт — 5700;

• масса аккумуляторной батареи, кг, не более — 100±10%;

• габаритные размеры, не более, дм3 - 96;

• температурный диапазон, °С, - -40 - +50.

Объемный график на рис.1 показывает массогабаритные показатели №Сс1, М1МЬ, РЬ и 1л-ионной аккумуляторных батарей, требуемые для обеспечения электромобиля энергией 15000 Вт-ч. По осям координат отложены энергия, масса и объем.

Как видно из рисунка, минимальная масса №МЬ аккумуляторной батареи составляет 187, 5 кг, >ПСс1 - 250, РЬ - 375, а Ы-ионной всего 83,3 кг при требовании к массе источника энергии -100 кг. По объемным показателям энергии, минимальное значение так же имеет 1л-ионный аккумулятор (37,5 дм3).

Для оценки емкости, которую может отдать аккумулятор при различных температурах разряда, на рис.2 приведены графики,

показывающие эффективность разряда при различных температурах аккумуляторов и токе разряда 1С (С — номинальная емкость аккумулятора).

Рис.2.

Как видно из графиков, наибольшая эффективность разряда у Ьь ионной электрохимической системы.

Следует отметить, что эффективность заряда и разряда (КПД) Глистного аккумулятора при пониженных и повышенных температурах, выше чем у рассматриваемых электрохимических систем, а в нормальных условиях эксплуатации, его КПД заряда составляет не менее 97% (рис. 3). По количеству циклов перезаряда Гл-ионная электрохимическая система уступает №С<1 (1000 и 1500 соответственно). Так же отмечается, что стоимость энергии • 1л-ионных аккумуляторов в 2 раза превосходит стоимость энергии №Сс1 и №МЬ систем и более чем в 8-мь раз превосходит РЬ. Тем не менее, по прогнозам специалистов, к 2010 году стоимость энергии Ы-ионных аккумуляторов снизится до 0,125$/Вт-ч.

Сказанное выше определяет неоспоримое преимущество 1л-ионных аккумуляторов для применения в качестве источника энергии тягового привода электромобиля.

Ы-ионная тяговая батарея составляется из 45-х последовательно соединенных аккумуляторов Т8-ЬСР92АНА с номинальным напряжением 3,6В. Масса аккумуляторной батареи составляет 103,5 кг, при общем объеме 56,3 дм3, что удовлетворяет изложенным выше требованиям по массогабаритным показателям источника энергии.

Во второй главе рассматриваются особенности работы с Ы-ионным источником тока. Описывается структура системы контроля и управления, алгоритмы и способы анализа состояния аккумуляторной батареи в различных режимах эксплуатации.

Не смотря на доминирующее превосходство над рассмотренными выше источниками тока, эксплуатация Ы-ионных аккумуляторных батарей сопряжена с рядом ограничений, возникающих в результате естественных процессов протекающих в электрохимических системах данного типа. Эти ограничения накладываются на функционирование аккумуляторов или аккумуляторных батарей в процессе заряда, разряда и воздействия высоких температур.

В процессе заряда, потенциал отрицательного углеродного электрода Ььионного аккумулятора достигает значения нуля вольт (рис.4).

Дальнейший сдвиг потенциала отрицательного электрода в сторону отрицательных значений делает возможным катодное выделение на поверхности углеродной матрицы металлического лития в виде мелкораздробленного осадка. Литий в таком состоянии обладает весьма высокой реакционной способностью по отношению к электролиту, что в случае нарастания температуры создает опасность возникновения неконтролируемых химических реакций в аккумуляторе, которые в свою очередь, сопровождаются обильным выделением тепла и тем самым стимулируют развитие процесса.

При заряде положительного электрода, его потенциал сдвигается в сторону положительных значений. В ходе неконтролируемого заряда, потенциал положительного электрода, сдвигается к значениям, при которых возможно протекание реакций, приводящих к окислению электролита, нарушению структуры положительного электрода и как следствие, к необратимой потери емкости. При неконтролируемом разряде отрицательного электрода, может возникнуть ситуация, когда все ионы лития покинут углеродную матрицу, что приводит к разрушению ионопроводного слоя отрицательного электрода. Последний теряет свою проводимость и способность к заряду. Неконтролируемый разряд положительного электрода может привести к переполюсовке и непредсказуемым последствиям.

5

'по ЛОМТЯ ЛкН ик эле ктрок

Рис. 4.

Установлено, что разность потенциалов между электродами литий-ионного аккумулятора при заряде не должна превышать 4,3В, а конечное напряжение разряда не рекомендуется опускать ниже 2,5В.

Пониженная температура аккумулятора способствует замерзанию электролита, что резко снижает его проводимость и как следствие аккумулятор теряет возможность отдавать или воспринимать энергию. При повышенной температуре происходит повреждение элементов внутренней конструкции аккумулятора, возможное развитие в нем процесса неконтролируемой реакции электролита с осадком лития; начинается процесс газовыделения, что приводит к повышению давления, разгерметизации и возможному воспламенению аккумулятора. По данным экспериментов ОАО «НИАИ «ИСТОЧНИК», критическая ситуация возникает при повышении давления внутри аккумулятора до 8-ми атмосфер. При нарастании давления до 4-4,5 атм., можно судить о вялотекущем процессе тепловой реакции в аккумуляторе, которая прекращается либо существенно замедляется при его охлаждении.

Эффективность работы с аккумуляторной батареей во многом зависит от точности измерения напряжений каждого аккумулятора им. Основная проблема при измерении напряжений, с которой сталкиваются разработчики, заключается в построении принципа подавления помех, присутствующих на измерительных входах устройства измерения напряжения возникающих в следствие работы преобразователей энергии, импульсных источников питания, зарядных устройств.

Хорошие результаты снижения влияния помех достигаются при использовании программно-аппаратных методов фильтрации в которых совместно с «традиционными» способами подавления помех, применяется математический аппарат, способный повысить помехоустойчивость системы измерений. Ниже представлен математический алгоритм фильтрации помех,

позволяющий получить высокий уровень достоверности результатов измерения:

• Проводится N измерений напряжения иЦ*, т.е. напряжений на входе измерительного канала (измеренные значения и*к сохраняются в массиве данных и

• Вычисляется среднее значение измеренных напряжений сохраненных в массиве данных 17:

Ь\и - - Л, ;

• каждое из N напряжений и*к массива II, сравнивается со средним:

Если модуль разности между средним значением напряжения С7„ии с очередным значением напряжения^* из массива £/, превышает допустимое значение 3, то значение напряжения и*к заменяется на Пакк;

• после обработки всех данных напряжений Х]*К массива II, проводится вычисление среднего значения и'аШ обновленного массива данных V :

им — = — >

Полученное среднее значение ижт, считается истинным значением измеренного напряжения.

При эксплуатации аккумуляторной батареи, напряжения отдельных аккумуляторов начинают разбегаться. Это связанно с различной степенью восприятия заряда аккумуляторами. С увеличением количества циклов аккумуляторной батареи разбаланс напряжений аккумуляторов увеличивается, что снижает эффективность заряда и разряда 1л-ионного источника энергии. Во избежание процессов, которые могут негативно отразиться на способности батареи воспринимать или отдавать энергию в

полном объеме, разрабатывается алгоритм, который позволяет выравнивать характеристики аккумуляторов.

Предложен следующий метод нивелирования напряжений:

• вычисляется средняя величина напряжения аккумуляторов батареи:

У и

/ . пист

У вккбот = ^ >

где ПаШкт - средняя величина напряжений аккумуляторов, Чтсп - измеренное напряжение и-ого аккумулятора, Ы— количество аккумуляторов батареи

• выполняется поиск аккумулятора или группы аккумуляторов с минимальным напряжением £/оИш;Г1 и условием удовлетворяющего следующему выражению:

где поле допуска отклонения напряжений аккумуляторов от

аккумулятора с напряжением им т,„;

• проводится сравнение напряжения каждого аккумулятора

удовлетворяющего выражению | , со средним

значением напряжения аккумуляторов батареи иакк&т. Если выполняется

условие | исккбт, - (и^ + ) |> 3, — < — (<5 - минимальная величина •

5 10

разбаланса напряжения при котором включается подзаряд), то соответствующий аккумулятор или группа аккумуляторов коммутируется к источнику подзаряда.

• После выполнения условия | иа,ЛСот - (иМтт + |< 8 для всех аккумуляторов батареи, подзаряд аккумуляторов прекращается и продолжается циклический переход к началу алгоритма подпрограммы разбаланса.

В процессе заряда может возникнуть ситуация, при которой нивелирование напряжений аккумуляторов не было завершено при достижении на одном или группе аккумуляторов напряжения 4,3В. В этом случае продолжается заряд стабилизированным током, так как общее

напряжение батареи ниже напряжения переключения на режим стабилизации напряжения. При достижении 4,3В на любом аккумуляторе, система контроля и управления заблокирует процесс заряда, во избежание перезаряда данного аккумулятора. В этом случае восполнения полной емкости батареи не происходит. Для того чтобы не происходило преждевременного прекращения заряда до полного восполнения емкости аккумулятора, алгоритм нивелирования напряжений дополняется следующим условием: • при достижении напряжения 4,2В на одном или группе аккумуляторов, выдается управляющая команда на отключение источника заряда от силовой цепи батареи. После завершения нивелирования аккумуляторов батареи, подключается зарядное устройство и заряд продолжается. При работе с 1л-ионными аккумуляторами так же целесообразно проводить измерение давления. Контроль состояния датчиков давления осуществляется с помощью измерительных приборов. В зависимости от типа датчиков давления установленных на аккумуляторах (контактные, аналоговые), применяются различные алгоритмы диагностики состояния источника тока.

Для контактных датчиков давления, состояние аккумулятора определяется состоянием контактов датчика.

В основе алгоритма измерения давления для аналоговых датчиков давления заложен алгоритм, применяемый для вычисления напряжения аккумуляторов.

Во второй главе так же рассматривается изменение режима работы тяговой аккумуляторной батареи в зависимости от температуры аккумуляторов, алгоритм защиты применяемый для диагностики отказа системы контроля и управления.

Представлена математическая модель ПИ-регулятора, который может применяться в качестве базовой основы при проектировании системы стабилизации тока и напряжения.

В качестве дополнительного повышения эффективности при работе с аккумуляторной батареей, рекомендуется проводить расчет падения напряжения на внутреннем сопротивлении аккумуляторов. В зависимости от внутреннего сопротивления аккумулятора, его конечное разрядное напряжение, измеренное на внешних выводах, может изменяться. Динамическая характеристика конечного разрядного напряжения позволит увеличить отдаваемую батареей энергию.

Так как допустимая величина конечного ЭДС аккумулятора при разряде известна из документации производителя, ток разряда силовой цепи определяется путем измерения, вычислив внутреннее сопротивление аккумулятора (в настоящей работе методы измерения внутреннего сопротивления аккумулятора не рассматриваются), рассчитывается величина конечного разрядного напряжения.

В третьей главе приведены результаты макетирования отдельных модулей системы контроля и управления с целью исследования их функционирования.

Рассматриваются два схемотехнических решения измерения напряжений — вариант с делителем напряжений и вариант на основе коммутации измерительного устройства непосредственно к выводам аккумулятора («плавающая» система измерения). Было показано, что погрешность измерения напряжений для «плавающей» схемы подключения гораздо ниже, чем при работе с делителями напряжений. В ходе проведенных экспериментов, максимальная погрешность измерения в схеме с делителем напряжения, при заряде, в £=11,25 раз превосходила погрешность измерения в схеме построенной по принципу «плавающей» земли. При разряде к=16,6. Максимальная погрешность вычисления напряжения т8х4гг„ наблюдается для аккумулятора, коэффициент деления напряжения для которого наибольший (т.е. в данной работе для АК7), так как вычисление напряжения данного

аккумулятора зависит от вычисленного напряжения на предыдущих аккумуляторах:

Д = иЛКп ~~ иЛКпизч >

где иМя- вычисленное напряжение аккумулятора, иаКты - напряжение аккумулятора измеренное поверенным прибором. В свою очередь:

где п - номер измеряемого аккумулятора, п-1 — номер предыдущего аккумулятора, (/„„„- измеренное напряжение на выводе делителя аккумулятора, напряжение которого вычисляется, £/„„_,- измеренное напряжение на выводе делителя предыдущего аккумулятора.

В данной главе так же сравниваются результаты моделирования режима ПИ-регулятора в программном пакете МаЙгСас! с физическим макетом пропорционально-интегрального регулятора. На рис. 5а и 56 показаны графики полученные при эмуляции ПИ-регулятора в пакете МаЛСас! и физическом макетировании устройства соответственно.

Результаты, полученные при проведении пошагового анализа математической модели ПИ-регулятора и измерения выходной величины макетного образца, совпадают или отличаются не более чем на существующую погрешность измерения (в данном случае не более чем на 20мВ). Показано, что данный математический аппарат может быть взят за основу построения ПИ-регулятора системы контроля и управления электромобиля.

В данной главе определен и устранен недостаток алгоритма защиты выполняющего функцию диагностики отказа системы контроля и управления тяговой батареей электромобиля. Недостаток заключался в чувствительности алгоритма защиты к помехам Тпом, наведенным на линиях синхронизации устройств. Данный недостаток был устранен введением функции минимального требования к длительности сигнала Тотв на линиях синхронизации (рис.6).

и ^

Рис. 6.

Uni — напряжения пика помехи, иску - сигнал синхронизации от системы контроля, изщт — ответ устройства защиты.

В четвертой главе проводится обоснование выбора элементной базы системы контроля и управления, приводится принципиальная электрическая схема системы контроля и управления секцией аккумуляторной батареи. Приводится анализ результатов испытаний системы. По результатам испытаний на опытном образце подтверждается адекватность созданной системы контроля и управления. Опытный образец системы контроля и управления в составе литий-ионной аккумуляторной батареи показан на рис.7.

Система контроля з# глрав.игнкя

«Kit,*.*! • !*,

Рис. 7.

В заключении обобщены основные результаты работ В приложении приведены: структура системы контроля и управления тяговой батареей электромобиля; расшифровка пересылаемых сообщений системы контроля и управления; подпрограмма цифрового ПИ-регулятора составленная на языке РЮ-АББешЫег; структура системы контроля и управления секцией тяговой аккумуляторной батареи; схема электрическая принципиальная системы контроля и управления секцией аккумуляторной батареи, Акт о внедрении системы контроля и управления в производство. Основные результаты работы В работе получены следующие основные результаты:

1. Обосновано применение 1л-ионной аккумуляторной батареи тягового привода в перспективных электромобилях, которые могут эксплуатироваться в качестве передвижных средств в пределах небольших деловых центров, экологически чистых зонах.

2. Проведен анализ эксплуатационных характеристик 1л-иогшых источников энергии с учетом особенностей электрохимических процессов.

3. Обоснованы критерии безаварийного функционирования источника энергии В качестве тяговой батареи электромобиля (напряжение, температура, давление каждого аккумулятора и величина зарядного и разрядного токов батареи)

4. Разработан алгоритм, снижающий воздействие помех возникающих на измерительных выводах аккумуляторов и влияющих на результат вычисления напряжения, методика нивелирования напряжений аккумуляторов батареи.

5. Разработана методика синхронизации системы контроля и управления с внешним устройством защиты. Проведены экспериментальные исследования выбранного алгоритма синхронизации.

6. Выполнено проектирование системы контроля и управления секцией аккумуляторной батареи, показавшее перспективность ее применения в

электромобиле, в частности ЗИЛ-Электро на базе шасси «Бычок»,

разработанного совместно с ОАО «АВЭКС».

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

1. Хечинашвили А. Системы контроля и управления батареями химических аккумуляторов // Х-ая международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов. Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Тез. докл. М., 2004. - С. 164-165

2. Хечинашвили А. Энергосбережение на электромобилях и зашита бортовых источников энергии // И-ая Всероссийская школа-семинар молодых ученых и специалистов. Энергосбережение — теория и практика.

' Тр. семинара. М„ 2004. - С. 126-129

3. Хечинашвили А., Груздев А.И., Кузовков И.В. Микропроцессорные системы контроля и управления литий-ионных батарей напряжением до 42В Н VIII Международная конференция по литиевым источникам тока. Тр. конференции. Екатеринбург, 2004. - С. 58-60

4. Хечинашвили А. Микропроцессорные системы безопасности электрохимических источников тока // VI Международная конференция «Фундаментальные проблемы электрохимической энергетики». Тр. конференции. Саратов. 2005. - С. 406-408

Печ. л.

Тираж 'ICO

Заказ м

Введение.

Глава 1. Перспективы развития электромобилей.

1.1. Электромобиль как вид электрического транспорта

1.2. Причины появления электромобилей.

1.2.1. Трудности в эксплуатации электромобилей.

1.3. Основные промышленные типы электрохимических аккумулирующих систем для тягового электропривода.

1.3.1. Общие сведения.

1.3.2. Никель-кадмиевая электрохимическая система.

1.3.3. Никель-металлгидридная электрохимическая система.

1.3.4. Свинцово-кислотная электрохимическая система

1.3.5. Литий-ионная электрохимическая система.

1.4. Выбор электрохимической системы для тягового привода электромобиля.

1.4.1. Обоснование выбора источника энергии

1.4.2. Выбор литий-ионного аккумулятора для батареи тягового привода электромобиля.

Выводы по Главе 1.

Глава 2. Функционирование литий-ионных аккумуляторов и ^ батарей.

2.1. Особенности эксплуатации литий-ионных аккумуляторов.

2.1.1. Заряд литий-ионных аккумуляторов.

2.1.2. Разряд литий-ионого аккумулятора.

2.1.3. Температурная устойчивость литий-ионных аккумуляторов

2.1.4. Короткое замыкание литий-ионных аккумуляторов.

2.2. Формирование подходов проектирования системы контроля и управления батареей литий-ионных аккумуляторов

2.2.1. Общие принципы построения системы контроля и управления.

2.2.2. Структура системы контроля и управления тяговой батареей химических аккумуляторов электромобиля.

2.2.2.1. Общие подходы к формированию протокола обмена Master-Slave.

2.2.2.2. Общие подходы к формированию протокола обмена Маз1ег-ЦУЭ.

2.2.23. Общие подходы к формированию протокола обмена Модуль защиты-ЦУЭ.

2.3. Методика измерений параметров аккумуляторной батареи тягового привода электромобиля и их регулирование. Функции и зависимости.

2.3.1. Измерение напряжения аккумуляторов литий-ионной тяговой батареи.

2.3.1.1. Методы реализации деления в цифровых вычислительных устройствах.

2.3.1.2. Пороговые значения напряжений на аккумуляторе

2.3.2. Динамическое определение конечного разрядного напряжения аккумуляторов батареи.

2.3.3. Нивелирование напряжений аккумуляторов тяговой батареи электромобиля.

2.3.4. Измерение температуры аккумуляторов литий-ионной тяговой батареи.

2.3.5. Измерение давления в литий-ионных аккумуляторах

2.3.5.1. Пороговые датчики давления.

2.3.5.2. Аналоговые датчики давления.

2.3.6. Регулирование величины зарядного, разрядного тока и напряжения тяговой аккумуляторной батареи

2.3.6.1. Проектирование пропорциональноинтегрального регулятора.

2.3.6.2. Алгоритм цифрового ПИ-регулятора.

2.4. Защита батареи тягового привода электромобиля в случае отказа системы контроля и управления.

2.4.1. Диагностика ведомых устройств системы контроля и управления.

2.4.2. Диагностика ведущего устройства системы контроля и управления.

Выводы по Главе 2.

Глава 3. Схемотехнические решения и исследование составляющих системы контроля и управления.

3.1. Способы построения системы измерения напряжения литий-ионных аккумуляторов батареи. Сравнение, выводы.

3.1.1. Измерение напряжений аккумуляторов батареи ме$ то дом цепочки резистивных делителей.

3.1.2. Измерение напряжений аккумуляторов батареи методом коммутации измерительных выводов.

3.1.3. Сравнение способов измерения напряжений.

3.2. Построение системы нивелирования напряжений литий-ионной аккумуляторной батареи

3.3. Методы измерения тока силовой цепи литий-ионной аккумуляторной батареи тягового привода электромобиля

3.3.1. Индуктивный датчик тока.

3.3.2. Измерение тока с помощью шунта.

3.3.3. Сравнение и выбор метода измерения тока силовой цепи тяговой батареи электромобиля.

3.4. Макетные испытания программно-аппаратного ПИрегулятора.

3.5. Испытания системы защиты аккумуляторной батареи при отказе системы контроля и управления.

Выводы по Главе 3.

Глава 4. Физическая реализация системы контроля и управления литий-ионной тяговой аккумуляторной батареей

4.1. Функциональное решение по проектированию системы контроля и управления секцией аккумуляторной батареи.

4.2. Выбор элементной базы системы контроля и управления секцией аккумуляторов батареи. щ 4.2.1. Выбор элементной базы устройства для контроля параметров секции аккумуляторной батареи.

4.2.2. Выбор элементной базы верхнего уровня системы контроля и управления аккумуляторной батареей

4.3. Секция контроля и управления аккумуляторной батареей электромобиля. Схема электрическая принципиальная

Выводы по Главе 4.

Электрический транспорт по своим экологическим характеристикам значительно превосходит различные виды транспорта с тепловыми двигателями. Однако тенденции по созданию и развитию электрического транспорта предопределили преимущественное использование таких его видов, которые получают электроэнергию от системы тягового электроснабжения через контактные провода. Поэтому мобильность контактного электрического транспорта (объезд препятствий, изменение маршрута движения) является весьма ограниченной и значительно уступает мобильности транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания. Тем не менее, загрязнение окружающей среды от традиционного автомобильного транспорта, особенно в крупных городах, приобрело такие масштабы, что поиск альтернатив автотранспорту работающего на углеводородном топливе совершенно необходим.

Одним из основных путей снижения негативного влияния автотранспорта на окружающую среду является переход на экологически безопасные источники энергии. Альтернативное средство передвижения должно, по крайней мере, не уступать маневренности и расчетному пробегу транспорта работающего на традиционном топливе. Приоритетным направлением развития экологически безопасного транспорта являются электромобили и гибридные электромобили с комбинированной энергоустановкой. В настоящей работе электромобили на основе комбинированной энергоустановки не рассматриваются.

Электромобиль это транспортное средство, основным источником энергии которого является электрохимическая аккумуляторная батарея или молекулярный накопитель. К аккумуляторным батареям (накопителям энергии) тягового электропривода электромобиля применяется ряд требований. Они должны быть взрыво- и пожаробезопасными, иметь минимальные массогабаритные показатели, высокий КПД зарядно-разрядной характеристики, иметь широкий диапазон рабочих температур, минимальный саморазряд, высокий срок службы, быть механически прочными, простыми в обслуживании и выделять минимум токсичных газовыделений.

Следует отметить, что современная электрохимическая аккумуляторная батарея является не только обычным носителем заряда, но так же включает в себя электронное оборудование диагностики ее состояния и управления. Данное оборудование (далее система контроля и управления) в составе электрохимического накопителя позволяет повысить долговечность аккумуляторных батарей: взрыво- и пожаробезопасность, простоту обслуживания, высокий срок службы батареи, высокий КПД заряда и разряда.

Гарантированный предприятием-изготовителем срок службы аккумуляторной батареи главным образом зависит от ее правильной эксплуатации. Режимы эксплуатации источников тока должны соответствовать технической документации, предоставляемой предприятием-изготовителем изделия. Электрохимической системе каждого типа соответствуют свои эксплуатационные характеристики. В случае необходимости в источнике энергии повышенной надежности (промышленное или специальное применение), технические характеристики предоставляются для конкретного набора аккумуляторов.

Соблюдая режимы эксплуатации, а так же применяя механизмы перераспределения энергии батареи между аккумуляторами (нивелирование напряжений), добиваются оптимальных условий эксплуатации аккумуляторной батареи, а так же безопасности ее функционирования. За обеспечение оптимального режима эксплуатации тяговой аккумуляторной батареи должна отвечать система контроля и управления состояния электрохимического источника тока, которая является неотъемлемой частью современного накопителя энергии.

Цель и задачи работы. Целью данной диссертации является разработка рекомендаций по выбору источника энергии тягового привода электромобиля для делового центра Москва-Сити, прогулочного электромобиля для экологически чистой зоны отдыха и местности проходящей по экологической программе UNESCO, а так же разработка рекомендаций по созданию системы контроля и управления источником энергии обеспечивающей его оптимальные режимы эксплуатации. Для этого поставлены следующие задачи:

1. Провести анализ современного состояния рынка химических источников тока и перспектив использования в качестве источника энергии тягового привода электромобиля.

2. Обосновать выбор источника энергии для поставленной задачи.

3. Рассмотреть принцип работы выбранного источника энергии и условия его эксплуатации.

4. Предложить технически обоснованные стратегии построения систем контроля и управления химическими источниками энергии.

5. Провести и обосновать выбор наилучшего технического решения системы контроля и управления.

6. Подтвердить выбор технического решения системы контроля и управления на основе проведенных экспериментальных исследований.

Методы исследования. При выполнении работы были использованы аналитические методы моделирования аккумуляторной батареи и численные методы моделирования ПИ-регулятора с использованием одношагового метода Эйлера. При реализации ПИ-регулирования был применен математический пакет MathCad, симулирование в среде MPLAB IDE (Microchip inc.). Экспериментальные исследования проводились с помощью разработанных макетных, экспериментальных и опытных образцов системы контроля и управления.

Научная новизна работы заключается в том, что разработанная система контроля и управления впервые имеет следующие особенности:

• обеспечивает поэлементный контроль, выравнивание характеристик отдельных аккумуляторов, контроль температуры и давления аккумулятора;

• является самодостаточной системой, в том смысле, что она обеспечивает защиту от перезаряда и переразряда отдельных аккумуляторов батареи и батареи в целом, защиту от токов короткого замыкания, перегрева аккумуляторов;

• включает блок самодиагностики в реальном режиме времени;

• обеспечивает режим контрольного цикла при работе с аккумуляторной батареей.

Практическую ценность представляют:

• рекомендации по выбору аккумуляторной батареи тягового привода электромобиля;

• рекомендации по выбору контролируемых параметров аккумуляторной батареи и методах измерений;

• методики проектирования системы контроля и управления аккумуляторной батареей тягового привода электромобиля, основанной на выборе оптимальных соотношений параметров, позволяющих обеспечить ее безаварийное функционирование и эффект энергосбережения.

• результаты проектирования батареи со встроенной системой контроля и управления.

Достоверность полученных результатов подтверждается корректным использованием теоретических методов и экспериментальным исследованием опытных образцов системы контроля и управления батареей.

На защиту выносятся основные положения:

1. Рекомендации по выбору химического источника тока для современного электромобиля.

2. Методика проектирования системы контроля и управления режимами батареи тягового привода электромобиля.

3. Результаты проектирования системы контроля и управления батареей тягового привода электромобиля.

Реализация результатов работы. Разработанные в рамках диссертационной работы варианты системы контроля и управления химическими источниками тока использовались для проведения исследований литий-ионных аккумуляторных батарей в ОАО «АВЭКС», ОАО «Уралэлемент», ФГУП «Центр Келдыша», ОАО АК «Ригель».

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

• Х-ая Международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика». Москва. 2-3 марта 2004г.

• Н-ая Всероссийская школа-семинар молодых ученых и специалистов. «Энергосбережение - теория и практика». Москва. 19-21 октября 2004г.

• УШ-ая Международная конференция «Фундаментальные проблемы преобразования энергии в литиевых электрохимических системах». Екатеринбург. 5-7 октября 2004г.

• У1-ая Международная конференция «Фундаментальные проблемы электрохимической энергетики». Саратов. 5-9 сентября 2005г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 печатные работы.

Структура и состав диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников из 105 наименования и шести приложений. Основная часть работы изложена на 167 страницах, включает 115 рисунков и 13 таблиц.

Выводы по Главе 4

1. Система контроля и управления состоит из верхнего и нижнего иерархического уровня. Устройства нижнего уровня равноправны по отношению друг к другу, каждое из которых отвечает за контроль состояния группы (секции) последовательно подключенных аккумуляторов.

2. Элементная база системы выбирается из соображений надежности и простоты технической реализации устройства. Измерительные и силовые цепи подключаются к потенциальным выводам аккумуляторов отдельными проводниками. Система измерения давления позволяет обрабатывать информацию, поступающую как с аналоговых, так и контактных датчиков давления.

3. На макетном образце системы контроля и управления секцией аккумуляторной батареи отработан алгоритм измерения напряжения и обмен информацией с цифровыми датчиками температуры, что позволило получить наиболее полное представление о функциональных особенностях проектируемой системы.

4. Опытный образец системы контроля и управления безаварийно функционирует в составе секции тяговой литий-ионной батареи цилиндрических аккумуляторов.

5. Система контроля и управления обеспечивает гибкость конфигурирования измерительной и алгоритмической составляющей изделия, благодаря применению современных аппаратных средств при ее проектировании.

Заключение

В ходе выполнения работы получены следующие результаты:

1. Выбран источник энергии тягового привода электромобилей, которые могут эксплуатироваться в качестве передвижных средств в пределах небольших деловых центров, экологически чистых зонах и парках домов отдыха.

2. Обоснованы критерии безаварийного функционирования источника энергии в качестве тяговой батареи электромобиля. К основным эксплуатационным критериям относятся такие показатели как напряжение, температура, давление каждого аккумулятора и величина зарядного и разрядного токов батареи.

3. Разработан алгоритм снижения воздействия помех, возникающих на измерительных выводах аккумуляторов и влияющих на результат вычисления напряжения. Разработана методика нивелирования напряжений аккумуляторов батареи при рассогласовании их характеристик.

4. Разработана методика синхронизации системы контроля и управления с внешним устройством защиты. Проведены экспериментальные исследования выработанного алгоритма синхронизации.

5. Выполнено проектирование системы контроля и управления секцией аккумуляторной батареи, показавшее перспективность ее применения в электромобиле, в частности ЗИЛ-Электро на базе шасси «Бычок», разработанного совместно с ОАО «АВЭКС».

1. Толковый словарь. СПб.: Изд. Бр. Глазуновых, 1904 - 2961 с.

2. Куров Б. А. Как уменьшить загрязнение окружающей среды автотранспортом. Источник: Радио Свобода 23.12.1999 24 с.

3. Государственный доклад о состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 1998 г. М.: Государственный центр экологических программ, 1998 - 296 с.

4. О целевой среднесрочной экологической программе города Москвы. Постановление Правительства Москвы от 25.02.2005г. №102.

5. Таганова A.A., Бубнов Ю.И. Герметичные химические источники тока: Справочник. 2-е изд., перераб. и доп. - СПб.: Химиздат, 2002 - 176 с.

6. Таганова A.A., Пак И.А. Герметичные химические источники тока: Справочник. СПб.: Химиздат, 2003 208 с.

7. Таганова A.A., Бубнов Ю.И., Орлов С.Б. Герметичные химические источники тока: Справочник. СПб.: Химиздат, 2005 - 264 с.

8. Таганова A.A., Семенов А.Е. Свинцовые аккумуляторные батареи: Справочник. СПб.: Химиздат, 2004 - 120 с.

9. Каменев Ю.Б., Чунц Н.И., Яковлева H.A. и др. К вопросу о безопасности эксплуатации герметизированных свинцовых аккумуляторов // Электрохимическая энергетика, 2003 №1, с.37-43.

10. И. Теньковцев В.В., Центер Б.И. Основы теории и эксплуатации герметичных никель-кадмиевых аккумуляторов. JL: Энергоатомиздат, -1985-96 с.

11. Кедринский И.А., Яковлев В.Т. Li-ионные аккумуляторы. Научно-популярное издание. Красноярск: «Платина», 2002 - 268 с.

12. Романов В.В., Хашев Ю.М. Химические источники тока. Советское радио, 1978-264 с.

13. Бут Д.А., Алиевский Б.Л. Накопители энергии. Москва: Энергоатомиздат 1991 -400 с.

14. Багоцкий B.C., Скудин ,М. Химические источники тока. М.: Энергоатомиздат, 1981 -360 с.

15. Гинделис Я.Е. Химические источники тока (Курс лекций). Саратов: Издательство Саратовского университета, 1984 - 174 с.

16. Бадаев Ф.З., Батюк В.А., Горячева В.Н. Элементы электрохимии. Химические источники тока: Уч. Пособие. МГТУ им. Баумана. М.: Изд-во МГТУ,- 1993-71 с.

17. Коровин Н.В. Электрохимическая энергетика. М.: Энергоатомиздат, -1991 -263 с.

18. Кедринский И.А., Дмитриенко В.Е., Грудянов И.И. Литиевые источники тока. М.: Энергоатомиздат, 1992 - 240 с.

19. Варламов В.Р. Современные источники питания: Справочник. М.: ДМК-Пресс, 2001 -218 с.

20. Скундин A.M. Литий-ионные аккумуляторы: последние достижения и проблемы. Доклад на VIII Международной конф. «Фундаментальные проблемы преобразования энергии в литиевых электрохимических системах». Екатеринбург, 5-7 окт. 2004.

21. Вдовин H.H., Груздев А.И., Хечинашвили А. и др. Материалы. VIII межд. Конференции. Фундаментальные проблемы преобразования энергии в литиевых электрохимических системах. Екатеринбург. 4-8 октября 2004. Изд. Дом. «Зебра», с.58-60.

22. Орлов С.Б. Элементы питания ХИТЫ. Электронные компоненты. №4, -2000-176с.

23. Орлов С.Б. Тенденции развития и состояние рынка химических источников тока в 2004-2995 гг. VI межд. Конференция. Фундаментальные проблемы электрохимической энергетики. Саратов. 5-9 сентября 2005. Пленарный доклад с. 482.

24. Орлов С.Б., Суслов В.М., Тарасов В.П. Современное состояние и перспективы рынка химических источников тока // Материалы III Международного симпозиума «Приоритетные направления в развитии химических источников тока». Плес, 7-10 сент. 2004 с. 72-78.

25. Материалы научно-практической конференции «Перспективы развития и применения литий-ионных источников тока». Санкт-Петербург, 17-18 февраля 2004 26 с.

26. Груздев А.И. // Электрохимическая энергетика, 2005 т.5, №2, с. 90-93.

27. Каталоги продукции Thunder Sky.

28. Гулиа Н., Юрков С. Новая концепция электромобиля. Эл. версия. М:. Наука и Техника, 6 февраля 2000 г.

29. Элатин П.А., Кемеров В.А.О Ксеневич И.П. Электромобили и гибридные автомобили. М.: Агроконсалт, - 2004 - 416 с.

30. Электромобиль. Где взять энергию. М.: Двигатель, 2005 - №37.

31. Ефремов И.С., Пролыгин А.П. Теория и расчет тягового привода электромобилей. Высшая школа, 1984 383 с.

32. H.A. Кузьмин. Процессы и закономерности изменения технического состояния автомобилей в эксплуатации. Учебное пособие. Изд. Нижегородского Государственного университета, 2001.

33. Каталог продукции ЗАО «ИНКАР».

34. Шенфельд Р., Хабигер Э. Автоматизированные электроприводы. Пер. с нем./Под ред. Ю.А.Борцова. JL: Энергоатомиздат, 1985 - 464 с.

35. Зимодро А.Ф., Скибинский Г.Л. Основы автоматики. JL: Энергоатомиздат, 1984 - 160 с.

36. ОАО «АВЭКС». Аппаратура регулирования и контроля системы генерирования электроэнергии КА «Руслан М». Материалы эскизного проекта. ОАО «АВЭКС», 1999.

37. Кар Дж. Проектирование и изготовление электронной аппаратуры: Пер. с англ. 2-е изд., стереотип., - М.: Мир, 1986 - 387 с.

38. Илюнин К.К., Леонтьев Д.И., Набебина Л.И. и др. Справочник по электроизмерительным приборам. -Л.: Энергия, 1977 - 832 с.

39. Кандратьев К.Б. Специальные методы электрических измерений. М.: Госэнергоиздат, - 1963 - 344 с.

40. Драхсел Р. Основы электроизмерительной техники/Пер. с нем. Под ред. Кончаловского В.Ю. М.: Энергоиздат, - 1982 - 296 с.

41. Микроэлектронные электросистемы. Под ред. Конева Ю.И. М.: Радио и связь, - 1987-240 с.

42. Вдовин H.H., Хечинашвили А., Груздев А.И. и др. Микропроцессорные системы контроля и управления литий-ионных батарей напряжением до 42 В. М.: 2005-с 58-60.

43. Хечинашвили А. Микропроцессорные системы безопасности химических источников тока. VI межд. Конференция. Фундаментальные проблемы электрохимической энергетики. Саратов. 5-9 сентября 2005. Издательство Саратовского университета с.406-408.

44. Пат. №2230418, Н01М10/44 // Батарея химических источников тока / Груздев А.И., Кузовков A.B. оп. 10.06.2004.

45. Пат. 2248656, Н01М10/44 РФ на изобретение, / Батарея электрических накопителей энергии.// Груздев А.И., Кузовков A.B. оп. 20.03.2005 г.

46. Чернышев А.И., Чечин A.B. и др. Построение мощных многомодульных автономных систем электропитания. Сб-к трудов «Электроника и электромеханические системы и устройства". Томск: НПЦ «Полюс», 1997 -с. 3-8.

47. Кудряшов B.C. Особенности проектирования бортовых систем электропитания». Сб-к трудов. Электронные и электромеханические устройства. Томск: НПЦ «Полюс», 1997 - с. 23-29.

48. Пат. 2152069 РФ Автономная система электропитания, ООО «Космос-НВО», Тищенко А.К. и др. Б.Н. №18 2000.

49. Пат. 2156534 РФ Автономная система электроснабжения. Россия, НПЦ «Полюс». Гордеев Г.Г., Черданцев С.П., Шиняков Ю.А., Б.Н. №26 - 2000.

50. Пат. 2035109 РФ Автономная система электросбережения./ Чернышов А.И., Шиняков Ю.А. и др. // Изобретения, 1995, №13.

51. Вопросы авиационной науки и техники. Бортовые приборы навигации, контроля и управления. М.: МИЭМ, 1991, №4.

52. Бедрин Ю.К. Электронные преобразователи для систем бесперебойного питания. Наука и технологии в промышленности. М.: 2004 №1.

53. Зелинский С. Excel 2003. СПб.: Лидер, 2005 - 496 с.

54. Линевег Ф. Измерение температур в технике. М.: Металлургия, 1980 -543 с.

55. Поскачей А.А, Чубаров Е.П. Оптико-электронные системы измерения температуры. / М.: Энергоатомиздат, 1988 - 245 с.

56. Заявка на изобретение №4744242, 1989. / Канцельсон М.Г., Воскобойников П.В., Холина Л.А. Устройство для измерения температуры лопаток. Г.Т.Д.

57. Середа Р. Датчик температуры микропроцессора. М.: Радио, «№3, 2004 -с. 34.

58. Брегман С.М., Поскачей А.А., Питерцев Е.Е. Цифровой измеритель отношения давлений. / Сб. Приборы и устройства систем автоматического управления. М.: 1978. №7. С. 79-84.

59. Пат. 2156533 РФ Устройство нивелирования разбаланса напряжений на соединенных между собой ячейках аккумуляторной батареи или батареях, Никифоров В.Е., Якушин В.К. Б.Н. №26 2000.

60. Пат. №37884, Н 01 Ml0/44 // Устройство выравнивания напряжений в батарее. / Груздев А.И., Кузовков А.В. Пашов Б.М. оп. 10.05.2004.

61. Жарковский Б.И. Приборы автоматического контроля и регулирования. -М.: Высшая школа, 1989-336 с.

62. Пискунов Н.С. Дифференциальное и интегральное исчисления для втузов. М.: Наука, 1985 - 560 с.

63. Кудрявцев Е.М. Символьное и численное решение разнообразных задач. М.: Изд. ДМК Пресс, 2001 576 с.

64. Яворский Б.М., Деталф А.А. Справочник по физике. М.: Наука, 1974 -942 с.

65. Будак Б.М. Фомин C.B. Кратные интегралы и ряды. М.: Наука, 1967 -608 с.

66. Сигорский В.П. Математический аппарат инженера. Киев: Техшка, -1975-768 с.

67. РДВ 319.01.07-94 «Аппаратура, приборы, устройства и оборудование военного назначения. Принципы применения математического моделирования при проектировании» (ред. 2-200), 22 ЦНИИ МО.

68. Mathcad 2001 : специальный справочник. СПб.: Питер, 2002 - 832 с.

69. Здрок. А.Г. Выпрямительные устройства стабилизации напряжения и заряда аккумуляторов. М.: Энергоиздат,-1988-144с.

70. Изаттулин Ш. Автоматическое зарядное устройство. М.: Радио, «№4, 2004-с. 34-35.

71. Хромов В. Электронное реле контроля зарядки. М.: Радио, «№7, 2004 -с.46-47.

72. Майоров С.А., Новиков Г.И. Принципы организации цифровых машин. -JL: Машиностроение, 1974 - 432 с.

73. Дроздов Е.А. и др. Многопрограммные цифровые вычислительные машины. М., Военное издательство министерства обороны СССР, 1974 -406 с.

74. Норенков И.П., Трудоношин В.А. Телекоммуникационные технологии и сети. 2-е изд., испр. И доп. М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, - 2000 - 248 с.

75. Ульрих В.А. Микроконтроллеры Р1С16х7хх. М.: Солон-Пресс 2005 -320 с.

76. Ульрих В.А. Микроконтроллеры Р1С16х7хх. Изд. 2-е, перераб. СПБ.: Наука и Техника, 2002 320 с.

77. Евстифеев A.B. Применение микроконтроллеров AVR семейства Classic.- М.: Издательский дом «Додэка-ХХ1» 2004 288 с.

78. Естифеев A.B. Микроконтроллеры AVR семейств Tiny и Mega фирмы «ATMEL». М.: Издательский дом «Додэка-XXI», - 2004 - 560 с.

79. Голубцов М.С., Кириченкова A.B. Микроконтроллеры AVR: от простого к сложному. М.: CJIOH-Пресс, - 2004 - 304 с.

80. Никамин В.А. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи. Справочник. СПб.: КОРОНА принт, 2003 - 224 с.

81. Гук М. Интерфейсы ПК. Справочник. СПб: Издательство Питер 1999 -416 с.

82. Гук М.Ю. Аппаратные интерфейсы ПК: Энциклопедия. СПб.: Изд. Питер,- 2003 528 с.

83. Локотков. А. Интерфейсы последовательной передачи данных. Стандарты EIA RS-422A/RS-485. М.: Прософт, 2003 - 10 с.

84. Голов A.A. Общие положения и ведение в логику работы шины PC: Практические рекомендации. М.: КТЦ-МК, 1997 - 8 с.

85. Стандарт интерфейса 1-Ware. Док. №081297 3/6, 158 с.

86. Ганзбург М.Ф., Вдовин H.H., Груздев А.И. Автоматизированные комплексы для проведения испытаний аккумуляторов и аккумуляторных батарей. Наука и технологии промышленности. М.: 2003 №4.

87. ЗАО «Сибпромкомплект». Каталог товаров, 2005.

88. Мансуров B.C., Пришлецов А.Б., Щербинин В.П. Разработка отечественной литий-ионной аккумуляторной батареи для космических аппаратов: ФГУП «Центр им. Келдыша», 2005- 2с.

89. Ultra Caps: the energy storage for innovative power supplies. PCIM Europe, -2000, №4-p. 40-42.

90. Advances in Lithium-Ion Batteries/Ed. W. A. vah Schalkwijk and B. Scrosati. N.Y. Kluwer Academic/Plenum Publishers, 2002.

91. Krausz A. Spare vehicle electrical power processing distribution and control study. TRW. NASA, 1972.

92. Wendell O.J., Burns A.J, Georgina M. Пат. США №6608470. H 02 J 7/00 // Overcharge protection device and methods for lithium based rechargeable batteries, on. 19.08.2003.

93. SONNENSCHEIN Lithium Batteries. Product Data Catalogue, 1999 - 26 p.

94. Panasonic Batteries. Lithium-Batteries Technical HandBook, 2002 - 53 p.

95. SAFT. Medium Prismatic Lithium-ion batteries, 2001 - 8p.

96. Gregory L. Extended Kalman filtering for battery management systems LiPB-based HEV battery packs. Part 1. Background. Journal of Power Sources, 2004 -252 p.

97. Gregory L. Extended Kalman filtering for battery management systems LiPB-based HEV battery packs. Part 2. Modeling and Identification. Journal of Power Sources,-2004-262 p.

98. Gregory L. Extended Kalman filtering for battery management systems LiPB-based HEV battery packs. Part 3. State and parameter estimation. Journal of Power Sources, 2004 - 277 p.

99. PIC18FXX2 Data Sheet. High Performance, Enhanced FLASH Microcontrollers with 10-bit AID. Microchip Technology Incorporated, 2002 -330p.

100. Perrin B. The art and Science of RS-485. Feature Article, -1999-8 p.

101. Bosch R. CAN Specification, version 2.0. Stuttgart, 1991 - 72p.

102. Напряжение разомкнутой цепи (НРЦ) напряжение источника тока без нагрузки, разность потенциалов его электродов. Номинальное напряжение (Ш) - условная величина напряжения средней части характеристики ХИТ при разряде в номинальном (стандартном) режиме.

103. Зарядные характеристики семейство кривых, отражающих изменение зарядного напряжения при разных токовых режимах итемпературных условиях, которое позволяет понять все ограничения процесса и возможности его контроля.

104. Эффективность зарядно-разрядного цикла при разных режимах эксплуатации оценивается коэффициентом отдачи по емкости:

105. Т|С= (Сраз/Сзар)-100%, где Сраз отдаваемая емкость, Сзар - зарядная емкость. Коэффициент т|с всегда меньше единицы.

106. Удельная энергия используется для сравнительной оценкиэнергетических возможностей различных ХИТ. Обычно используютмассовую (Вт-ч/кг) и объемную (Вт-ч/л) удельную энергию.

107. Наработка количество циклов заряда-разряда, котороеобеспечивает аккумулятор до снижения разрядной емкости дорегламентируемого документацией уровня.

108. АЦП аналого-цифровой преобразователь.

109. БХА батарея химических аккумуляторов.

110. ПИ-регулятор пропорционально-интегральный регулятор,

111. СКУ система контроля и управления тяговой батареейэлектромобиля.

112. ЦУЭ центральная система управления электромобилем ЭВМ - электронная вычислительная машина. ЭДС - электродвижущая сила. CRC - код целостности данных

113. Master-устройство (ведущий) ведущее устройство сети системы контроля и управления.

114. SIave-устройство (ведомый) ведомое устройство сети системы контроля и управления.