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1、 申请上海交通大学硕士学位论文 汽汽车车智智能能电电源源系系统统开开发发 院 系：机械与动力工程学院 工程领域：车辆工程 交大导师：黄宏成 副教授 学生姓名：邓恒 学 号： 上上海海交交通通大大学学机机械械与与动动力力工工程程学学院院 Thesis Submitted to Shanghai Jiao Tong University for the Degree AUTOMOTIVE SMART POWER SUPPLY SYSTEM M.D. Candidate： DengHeng Supervisor（I） ： Prof.HuangHongcheng Speciality： Vehicle
2、 Engineering School of Mechanical Engineering Shanghai Jiaotong University Shanghai,P.R.China 上上海海交交通通大大学学 学学位位论论文文原原创创性性声声明明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其它个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：邓恒 日期： 年 月 日 上上海海交交通通大大学学
3、学学位位论论文文版版权权使使用用授授权权书书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保保密密 在在 年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不不保保密密。 （请在以上方框内打“” ） 学位论文作者签名： 邓恒 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 上海交通大学 摘要 I汽汽车车智智能能电电源源系系统统开开发发/汽汽车车动动态态电电量量平平衡衡 摘
4、 要 目前传统汽车电源管理仅为基于发电机温度的调压调流策略，忽略了蓄电池健康状态、荷电状态等情况信息，一方面对充电时机掌握不准影响能量使用效率，另一方对蓄电池寿命也有影响。并且整车的电量平衡只能在汽车行驶结束进行工程评估，无法完成行驶在线风险预防。电源智能管理是汽车低压电源技术发展趋势，是提高车辆舒适性、提升整车能源利用率的重要手段之一。 本文主要通过建立电源系统策略集与电源系统描述模型组来实现整车的低压电源智能管理。其中策略集主要包括发电机或 DC-DC 的充电时机控制策略、用电器保护与激励策略、电池损害防止策略、用电器强度限制与关闭策略等，来实现能源使用的经济性、用电器的高舒适性。电源系统
5、描述模型主要用以支持策略命令集进行决策，主要包含发电机模型、起动机模型、蓄电池各种参数模型。系统模型通过试验标定参数的输入形成特定电池、电机、整车系统的电源管理系统，在进行标定试验的同时也进行整车电源的系统级试验，验证系统的可靠性。 本文的研究成果，低压电源管理系统已成功应用于汽车新牌号 750，并通过 16 万公里的耐久测试和二次电平衡测试，达到了设计目标, 验证了该系统的正确性。 关关键键词词： 发电机，起动机，蓄电池，电池荷电状态，电池模型 上海交通大学 ABSTRACT II AUTOMOTIVE SMART POWER SUPPLY SYSTEM DEVELOPMENT ABSTRA
6、CT Automotive Low-voltage-power management system is one of the approachs to improve the power efficiency. A effective power management software system can make the full use the hardware ,such as the motors.The traditional alternator utilize the temperature change for setting the voltage to keep the
7、 charging.This process cause a low efficiency of the charging and discharging,and also damage the battery gradually.The whole vehicle load balance can not detect during the driving,except for the vehicle function failure. A robust power management system have two parts,the power control strategy and
8、 the power models in this article.The power strategys include the charging control,load power control,battery damage control,and so on.The models include the all battery parametres model,altenator model ,cranking system model.These models support the control strategy to make a reasonable action for
9、all the loads,altenator,startor,battery.The battery need to calibrated for certain project.The test for whole power supply system is to evaluate the load balance in vehicle. The 12V Power Management strategy has been applied to 1st generation system.All test include 160000km road test and 2 times lo
10、ad balance to validate the feasibility of design. KEY WORDS: alternator , startor , battery, SOC, models 上海交通大学 目录 III 目目 录录 摘 要 . I ABSTRACT. II 目 录 . III 第一章 绪论 . 1 1.1 汽车电源技术概述 . 1 1.1.1 汽车电源技术 . 1 1.1.2 整车电源集成技术 . 1 1.2 低压电源管理系统的发展及研究现状 . 2 1.2.1 低压电源管理系统的发展历史 . 2 1.2.2 世界主流厂商的对低压电源管理系统研究状况 . 3 1.3 课题背景 . 4 1.4 本文主要研究的内容及目标 . 6 第二章 汽车智能电源系统总体设计 . 8 2.1 电源系统特征分析 . 8 2.1.1 发电机与整车集成 . 8 2.1.2 蓄电池与整车集成 . 9 2.1.3 起动系统分析 . 10 2.1.4 用电系统设计分析 . 10 2.1.5 电源管理系统 . 11 2.2 汽车电源系统设计思路 . 11 2.2.1 供电系统需求分析与设计策略 . 11 2.2.2 管理策略规划 . 16 2.3 本章小结 . 17 第三章 电源系统策略与软件实现 . 18 3.1 整车电源系统软件模型在实车中的意义及实现 . 18 3.1.
