電動汽車運行/制動能量回收與光儲充電站的設(shè)計與研究
發(fā)布時間:2021-02-08 12:40
電動汽車運行過程中使用更清潔的電能提供動力,不產(chǎn)生汽車尾氣且行駛過程噪音低,已經(jīng)逐漸成為了我國能源發(fā)展的重心之一。盡管電動汽車的發(fā)展取得了一定程度上的進步,但是還有兩個有待解決的問題阻礙其進一步發(fā)展:1)行駛里程無法滿足出行要求;2)電動汽車充電系統(tǒng)建設(shè)不健全,且將充電負載完全接到電網(wǎng)中,勢必會對電網(wǎng)電壓穩(wěn)定造成不良后果。制動能量回收技術(shù)是提高電動汽車行駛里程的重要手段。在電動汽車制動過程中由于電機的可逆作用會產(chǎn)生電能,如果能將這部分電能重新利用在車輛行駛中,車輛的行駛里程就會得到大幅度提升。而分布式光伏微電網(wǎng)技術(shù)是解決充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),以及電動汽車接入電網(wǎng)所帶來問題的有效手段。本文主要針對上述兩部分內(nèi)容展開研究工作,具體研究內(nèi)容如下:本文選擇應(yīng)用較廣泛的電動公交車作為研究目標,提出了兩種不同類型超級電容相結(jié)合的儲能系統(tǒng),應(yīng)用于電動公交車的運行與制動能量回收。并搭建車輛運行與制動能量回收實驗平臺,重點研究不同負載運行時,超級電容的輸出電壓與消耗能量等關(guān)鍵參數(shù);針對電動公交的不同制動工況,重點研究不同制動時間對車輛制動能量回收效率的影響。最后,關(guān)注了超級電容電動公交在連續(xù)運行工況下的功率...
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文緒論81.3電動汽車制動能量回收分析為了降低石油等化石燃料的消耗以及解決環(huán)境污染問題,我國正在努力擴大電動汽車市場規(guī)模。目前應(yīng)用比較廣泛的電動汽車類型主要是純電動與混合動力;旌蟿恿ζ囅噍^于傳統(tǒng)燃油汽車,污染物排放更少,更環(huán)保。但由于系統(tǒng)安全性設(shè)計及空間限制等因素,車輛還需要依靠燃油發(fā)動機提供能量,嚴格來講并不是真正符合低碳社會的發(fā)展。純電動汽車的動力全部來源于電能,無污染、噪音低,是汽車企業(yè)研究的重點。推進電動汽車行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵之一就是制動能量回收技術(shù)的研究。電動汽車在制動過程中,電動機由于反向力矩的作用處于發(fā)電機工作模式,從而產(chǎn)生電能。如果能將這部分電能存儲到儲能系統(tǒng)中再利用,會使得能量利用效率得以提升,以此來提高車輛行駛里程。研究表明,通過回收再利用電動汽車制動能量,可以使車輛的行駛里程增加10%-30%[37],具有很高的社會與經(jīng)濟意義。1.3.1制動能量回收原理介紹傳統(tǒng)的燃油汽車在制動過程中,通過制動裝置對車輪的摩擦作用使車輛減速停車,在此過程中汽車本身的動能通過摩擦產(chǎn)生的熱能浪費掉。電動汽車在正常行駛過程中,儲能系統(tǒng)向電機供電,電機處于電動運行狀態(tài)。在進行制動的過程中,電動汽車可由電機提供一部分甚至全部的制動力,在保證汽車制動安全性的同時可以回收一部分的動能儲存在蓄電池中,以供再次利用[51],該過程也稱為“制動運行狀態(tài)”。純電動汽車的運行與制動是能量流向相反的兩個過程。電動汽車運行時系統(tǒng)各部件的狀態(tài)與能量流向如圖1.3所示。圖1.3制動過程中能量流程圖
浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文運行與制動能量回收系統(tǒng)平臺設(shè)計19在經(jīng)過對超級電容公交車運行系統(tǒng)的設(shè)計工作之后,電動公交車運行系統(tǒng)實物圖如圖2.5所示。圖2.5超級電容公交車運行系統(tǒng)實物圖2.3電動公交制動系統(tǒng)設(shè)計相較于家用電動轎車,身為公共交通系統(tǒng)中的電動公交車,可調(diào)控性與運行規(guī)律性更強,具備更可觀的制動能量回收潛力。因此,如果能夠為電動公交車配備一套制動能量回收儲能單元,必將會節(jié)約更多的電能。利用功率密度表現(xiàn)優(yōu)秀的EDLC(雙電層)超級電容作為儲能單元,用于制動能量回收,是當(dāng)前儲能系統(tǒng)中的主要選擇之一。這是因為EDLC具備很高的充放電能力,在車輛制動的短暫時間內(nèi)可以更有效的回收并儲存制動能量。2.3.1制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計電動公交車的制動系統(tǒng)區(qū)別于傳統(tǒng)燃油公交車的地方在于,電動公交車可以采用電制動的方式進行制動能量回收。因此,制動系統(tǒng)安全性與整體性對于電動公交車來講,是十分重要的。制動能量回收系統(tǒng)主要由車輛制動裝置與接收能量的儲能單元組成,如圖2.6所示。圖2.6制動能量回收系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖制動能量回收系統(tǒng)剎車裝置回饋單元儲能系統(tǒng)接收信號接收能量產(chǎn)生能量
【參考文獻】:
期刊論文
[1]2018年上半年光伏建設(shè)運行情況[J]. 中國能源. 2018(08)
[2]規(guī);瘍δ芗夹g(shù)在電力系統(tǒng)中的需求與應(yīng)用分析[J]. 吳盛軍,徐青山,袁曉冬,陳兵,李強. 電氣工程學(xué)報. 2017(08)
[3]含分布式混合儲能系統(tǒng)的光伏直流微網(wǎng)能量管理策略[J]. 李培強,段克會,董彥婷,賀悝,譚莊熙. 電力系統(tǒng)保護與控制. 2017(13)
[4]純電動汽車制動能量回收評價方法研究[J]. 初亮,劉達亮,劉宏偉,蔡健偉,趙迪. 汽車工程. 2017(04)
[5]基于列生成算法的電動公交車輛調(diào)度計劃優(yōu)化研究[J]. 楊揚,關(guān)偉,馬繼輝. 交通運輸系統(tǒng)工程與信息. 2016(05)
[6]儲能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 耿曉超,朱全友,郭昊,段春明,崔寒松. 智能電網(wǎng). 2016(01)
[7]計及電動汽車和光伏—儲能的微網(wǎng)能量優(yōu)化管理[J]. 蘇粟,蔣小超,王瑋,姜久春,V.G.AGELIDIS,耿婧. 電力系統(tǒng)自動化. 2015(09)
[8]城市公交車制動能量回收方式綜述[J]. 秦瑞,王文竹,石磊. 時代農(nóng)機. 2015(04)
[9]基于支持向量機的純電動公交車充/換電站日負荷預(yù)測[J]. 劉文霞,徐曉波,周樨. 電力自動化設(shè)備. 2014(11)
[10]電動汽車運行模擬以及超級電容能量回收系統(tǒng)設(shè)計[J]. 閆文龍,付成偉. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2014(21)
博士論文
[1]電動汽車充電站選址問題研究[D]. 朱志紅.北京交通大學(xué) 2018
碩士論文
[1]新能源汽車行業(yè)政府補貼對研發(fā)支出和績效影響的實證研究[D]. 崔帥.浙江大學(xué) 2019
[2]分布式驅(qū)動電動汽車再生制動與ABS協(xié)同控制研究[D]. 于海峰.吉林大學(xué) 2018
[3]光伏微電網(wǎng)發(fā)電預(yù)測與經(jīng)濟運行研究[D]. 張程熠.浙江大學(xué) 2017
[4]鋰電池儲能系統(tǒng)在混合動力動車組中的應(yīng)用研究[D]. 賈曉光.北京交通大學(xué) 2015
[5]電動汽車充電站規(guī)劃方法及運營模式研究[D]. 何戰(zhàn)勇.北京交通大學(xué) 2012
[6]電動汽車制動能量回收系統(tǒng)的研究[D]. 張新.西南交通大學(xué) 2011
本文編號:3023935
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文緒論81.3電動汽車制動能量回收分析為了降低石油等化石燃料的消耗以及解決環(huán)境污染問題,我國正在努力擴大電動汽車市場規(guī)模。目前應(yīng)用比較廣泛的電動汽車類型主要是純電動與混合動力;旌蟿恿ζ囅噍^于傳統(tǒng)燃油汽車,污染物排放更少,更環(huán)保。但由于系統(tǒng)安全性設(shè)計及空間限制等因素,車輛還需要依靠燃油發(fā)動機提供能量,嚴格來講并不是真正符合低碳社會的發(fā)展。純電動汽車的動力全部來源于電能,無污染、噪音低,是汽車企業(yè)研究的重點。推進電動汽車行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵之一就是制動能量回收技術(shù)的研究。電動汽車在制動過程中,電動機由于反向力矩的作用處于發(fā)電機工作模式,從而產(chǎn)生電能。如果能將這部分電能存儲到儲能系統(tǒng)中再利用,會使得能量利用效率得以提升,以此來提高車輛行駛里程。研究表明,通過回收再利用電動汽車制動能量,可以使車輛的行駛里程增加10%-30%[37],具有很高的社會與經(jīng)濟意義。1.3.1制動能量回收原理介紹傳統(tǒng)的燃油汽車在制動過程中,通過制動裝置對車輪的摩擦作用使車輛減速停車,在此過程中汽車本身的動能通過摩擦產(chǎn)生的熱能浪費掉。電動汽車在正常行駛過程中,儲能系統(tǒng)向電機供電,電機處于電動運行狀態(tài)。在進行制動的過程中,電動汽車可由電機提供一部分甚至全部的制動力,在保證汽車制動安全性的同時可以回收一部分的動能儲存在蓄電池中,以供再次利用[51],該過程也稱為“制動運行狀態(tài)”。純電動汽車的運行與制動是能量流向相反的兩個過程。電動汽車運行時系統(tǒng)各部件的狀態(tài)與能量流向如圖1.3所示。圖1.3制動過程中能量流程圖
浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文運行與制動能量回收系統(tǒng)平臺設(shè)計19在經(jīng)過對超級電容公交車運行系統(tǒng)的設(shè)計工作之后,電動公交車運行系統(tǒng)實物圖如圖2.5所示。圖2.5超級電容公交車運行系統(tǒng)實物圖2.3電動公交制動系統(tǒng)設(shè)計相較于家用電動轎車,身為公共交通系統(tǒng)中的電動公交車,可調(diào)控性與運行規(guī)律性更強,具備更可觀的制動能量回收潛力。因此,如果能夠為電動公交車配備一套制動能量回收儲能單元,必將會節(jié)約更多的電能。利用功率密度表現(xiàn)優(yōu)秀的EDLC(雙電層)超級電容作為儲能單元,用于制動能量回收,是當(dāng)前儲能系統(tǒng)中的主要選擇之一。這是因為EDLC具備很高的充放電能力,在車輛制動的短暫時間內(nèi)可以更有效的回收并儲存制動能量。2.3.1制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計電動公交車的制動系統(tǒng)區(qū)別于傳統(tǒng)燃油公交車的地方在于,電動公交車可以采用電制動的方式進行制動能量回收。因此,制動系統(tǒng)安全性與整體性對于電動公交車來講,是十分重要的。制動能量回收系統(tǒng)主要由車輛制動裝置與接收能量的儲能單元組成,如圖2.6所示。圖2.6制動能量回收系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖制動能量回收系統(tǒng)剎車裝置回饋單元儲能系統(tǒng)接收信號接收能量產(chǎn)生能量
【參考文獻】:
期刊論文
[1]2018年上半年光伏建設(shè)運行情況[J]. 中國能源. 2018(08)
[2]規(guī);瘍δ芗夹g(shù)在電力系統(tǒng)中的需求與應(yīng)用分析[J]. 吳盛軍,徐青山,袁曉冬,陳兵,李強. 電氣工程學(xué)報. 2017(08)
[3]含分布式混合儲能系統(tǒng)的光伏直流微網(wǎng)能量管理策略[J]. 李培強,段克會,董彥婷,賀悝,譚莊熙. 電力系統(tǒng)保護與控制. 2017(13)
[4]純電動汽車制動能量回收評價方法研究[J]. 初亮,劉達亮,劉宏偉,蔡健偉,趙迪. 汽車工程. 2017(04)
[5]基于列生成算法的電動公交車輛調(diào)度計劃優(yōu)化研究[J]. 楊揚,關(guān)偉,馬繼輝. 交通運輸系統(tǒng)工程與信息. 2016(05)
[6]儲能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 耿曉超,朱全友,郭昊,段春明,崔寒松. 智能電網(wǎng). 2016(01)
[7]計及電動汽車和光伏—儲能的微網(wǎng)能量優(yōu)化管理[J]. 蘇粟,蔣小超,王瑋,姜久春,V.G.AGELIDIS,耿婧. 電力系統(tǒng)自動化. 2015(09)
[8]城市公交車制動能量回收方式綜述[J]. 秦瑞,王文竹,石磊. 時代農(nóng)機. 2015(04)
[9]基于支持向量機的純電動公交車充/換電站日負荷預(yù)測[J]. 劉文霞,徐曉波,周樨. 電力自動化設(shè)備. 2014(11)
[10]電動汽車運行模擬以及超級電容能量回收系統(tǒng)設(shè)計[J]. 閆文龍,付成偉. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2014(21)
博士論文
[1]電動汽車充電站選址問題研究[D]. 朱志紅.北京交通大學(xué) 2018
碩士論文
[1]新能源汽車行業(yè)政府補貼對研發(fā)支出和績效影響的實證研究[D]. 崔帥.浙江大學(xué) 2019
[2]分布式驅(qū)動電動汽車再生制動與ABS協(xié)同控制研究[D]. 于海峰.吉林大學(xué) 2018
[3]光伏微電網(wǎng)發(fā)電預(yù)測與經(jīng)濟運行研究[D]. 張程熠.浙江大學(xué) 2017
[4]鋰電池儲能系統(tǒng)在混合動力動車組中的應(yīng)用研究[D]. 賈曉光.北京交通大學(xué) 2015
[5]電動汽車充電站規(guī)劃方法及運營模式研究[D]. 何戰(zhàn)勇.北京交通大學(xué) 2012
[6]電動汽車制動能量回收系統(tǒng)的研究[D]. 張新.西南交通大學(xué) 2011
本文編號:3023935
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