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研究生:鄭裎諺
研究生(外文):Cheng-Yan Cheng
論文名稱:自動地面車輛用之可堆疊串接電源系統
論文名稱(外文):Stackable power supply system for automatic guided vehicles
指導教授:葉則亮
指導教授(外文):Tse-Liang Yeh
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:機械工程學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2017
畢業學年度:105
語文別:中文
論文頁數:99
中文關鍵詞:電源系統
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本論文要旨在於設計無人自走車用電源系統。使用鋰離子電池作為供電來源,串聯六顆鋰離子電池組成一組電池包,電池包亦可串聯堆疊,提供不同電壓之電源,同時亦完成了電量管理、充電流程管理以及用電調度等規劃,建構出此電源系統。
本電源系統,採用開路電壓配合庫倫積分方法進行電量量測,平衡放電控制技術用以延長鋰離子電池壽命,以及依據鋰離子電池電壓進行適當充電流程管理,並具備鋰離子電池的各項保護電路,以確保用電安全。
本電源系統,可依據不同需求,採用不同配置方式來使用,並在最後實驗設計中亦設計了供電管理、充電流程管理、用電調度等實驗,驗證此系統之可行性。
The purpose of the thesis is to design the power system of the Automated Guided Vehicle. We use Li- ion battery as a power source, and series six Li-ion batteries as one Li-ion battery package. It can also series different Li-ion battery packages to supply different voltage for use. Meanwhile, we complete electricity measurement, charge process management, and dispatch the power for the power system.
The power system uses open circuit voltage with Coulomb Counting Method to measure the electricity, balance Li-ion batteries power by discharge to lengthen life cycle and use appropriate charge process management according to the different voltage of Li-ion batteries. We also design various protected circuits to confirm the safety of using power.
The power system can use in different needs by different configuration. We design power supply management, charge process management, and dispatching power experiment in the experiment design chapter in the thesis to confirm the feasibility of the system.
論文摘要 i
Abstract ii
致謝 iii
目錄 iv
圖目錄 viii
表目錄 xi
第一章 緒論 1
1-1 研究動機及目的 1
1-2 文獻回顧 2
1-3 研究構想 4
1-3-1 電量管理電路: 4
1-3-2 充電流程管理電路 4
1-3-3 電池盒充供電管理電路 5
1-4 論文章節 6
第二章 研究背景 7
2-1 理論基礎 7
2-1-1 二次電池及特性介紹 7
2-1-2 鋰電池介紹 9
2-2 技術背景 11
2-2-1 殘電量測方式 11
2-2-2 電流量測方式 14
2-2-3 平衡放電方式 14
2-2-4 直流變壓轉換電源介紹 18
第三章 系統設計 32
3-1 系統需求 32
3-1-1 電量管理電路: 33
3-1-2 充電流程管理電路 34
3-1-3 電池盒充供電管理電路 34
3-2 功能方塊 36
3-2-1 電源系統功能方塊說明 37
3-3 狀態機械 39
3-3-1 電源行動控制狀態機(同充電爪控制) 39
3-3-2 電池盒充供電管理狀態機 40
3-3-3 A/B單組電池包殘電量測狀態機 43
3-3-4 充電管理狀態機 44
3-3-5 電路保護狀態機 46
3-3-6 單組電池包狀態機 47
3-3-7 平衡放電狀態機 50
3-4 具體實現 51
3-4-1 電路實現 51
3-4-2 機構實現 64
第四章 性能實驗與數據分析 67
4-1 供電–電壓及電量量測實驗 67
4-1-1 實驗目的 67
4-1-2 實驗器材 67
4-1-3 實驗步驟 67
4-1-4 實驗數據 68
4-1-5 實驗討論 70
4-2 平衡放電功能實驗 71
4-2-1 實驗目的 71
4-2-2 實驗器材 71
4-2-3 實驗步驟 71
4-2-4 實驗數據 71
4-2-5 實驗討論 72
4-3 充電–電壓電流電量量測實驗 72
4-3-1 實驗目的 72
4-3-2 實驗器材 72
4-3-3 實驗步驟 72
4-3-4 實驗數據 73
4-3-5 實驗討論 74
4-4 充電–轉換效率量測實驗 75
4-4-1 實驗目的 75
4-4-2 實驗器材 75
4-4-3 實驗步驟 75
4-4-4 實驗數據 76
4-4-5 實驗討論 77
4-5 充電–漣波量測實驗 78
4-5-1 實驗目的 78
4-5-2 實驗器材 78
4-5-3 實驗步驟 78
4-5-4 實驗數據 79
4-5-5 實驗討論 79
4-6 用電調度邏輯測試實驗 80
4-6-1 實驗目的 80
4-6-2 實驗器材 80
4-6-3 實驗步驟 80
4-6-4 實驗數據 81
4-6-5 實驗討論 83
第五章 結論 84
5-1 本文貢獻 84
5-2 未來可能研究 84
參考文獻 85
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[21]許立昀,自走車電源系統,國立中央大學,105年
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