本論文設(shè)計了一種具有智能功率分配的雙向車載充電系統(tǒng),就雙向車載充電系統(tǒng)中的功率變換器諧振參數(shù)優(yōu)化、鋰電池建模及智能功率優(yōu)化均衡策略進(jìn)行了深入研究和實驗驗證。具體如下:通過對多種常用的雙向交-直流變換器和雙向直流變換器的研究,選擇H橋型雙向交-直流變換器與CLLC型雙向直流變換器作為雙向車載充電系統(tǒng)的變換器方案。由于CLLC型變換器中的諧振參數(shù)對充電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率起到了決定性的作用,故引入量子粒子群算法對諧振參數(shù)進(jìn)行智能優(yōu)化設(shè)計。首先利用諧振點分區(qū)法對變換器的參數(shù)進(jìn)行建模,再研究諧振參數(shù)與直流增益、輸入阻抗角以及相對損耗率的關(guān)系,從而得到參數(shù)優(yōu)化的約束條件。在此基礎(chǔ)上,利用量子粒子群算法得到電路相對損耗最小的諧振網(wǎng)絡(luò)參數(shù),通過迭代實驗,驗證該算法在收斂性能上的優(yōu)勢。電池功率均衡是充電均衡中極為重要的部分。針對鋰電池模型,采用三次Hermite插值法逼近電壓-電量曲線,就該算法與其他擬合插值算法在逼近效果與單調(diào)性上的差異進(jìn)行對比。建立鋰電池充電均衡的s域模型,采用雙線性變換法對模型進(jìn)行離散化,并對離散模型進(jìn)一步的簡化。最后,通過Simulink仿真驗證了該模型的準(zhǔn)確性。采用深度增強(qiáng)學(xué)習(xí)算法...

【文章頁數(shù)】：109 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 雙向車載充電器研究現(xiàn)狀
    1.3 電池功率均衡研究現(xiàn)狀
        1.3.1 鋰電池模型研究現(xiàn)狀
        1.3.2 均衡策略研究現(xiàn)狀
    1.4 充電模塊功率分配研究
    1.5 本文主要研究內(nèi)容
第2章 雙向車載充電器的工作原理及諧振參數(shù)研究
    2.1 雙向DCAC電路的工作原理與參數(shù)設(shè)計
    2.2 雙向DCDC電路的工作原理
        2.2.1 全橋雙向CLLC電路工作原理
        2.2.2 CLLC諧振參數(shù)對直流增益的影響
        2.2.3 CLLC諧振參數(shù)對輸入阻抗角的影響
        2.2.4 CLLC諧振參數(shù)對損耗的影響
    2.3 基于QPSO的 CLLC諧振參數(shù)設(shè)計
        2.3.1 QPSO優(yōu)化問題簡述
        2.3.2 QPSO優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)與約束條件
        2.3.3 QPSO優(yōu)化求解步驟
        2.3.4 QPSO優(yōu)化結(jié)果
    2.4 本章小結(jié)
第3章 鋰電池被動均衡模型分析與均衡策略研究
    3.1 鋰電池數(shù)學(xué)模型
    3.2 被動均衡電路數(shù)學(xué)模型
        3.2.1 被動均衡電路s域模型
        3.2.2 被動均衡電路離散模型
    3.3 基本電池均衡策略與分析
        3.3.1 基本均衡策略與原則
        3.3.2 改進(jìn)型均衡原則與策略
    3.4 模型驗證實驗
    3.5 本章小結(jié)
第4章 基于深度增強(qiáng)學(xué)習(xí)的智能功率均衡策略研究
    4.1 深度增強(qiáng)學(xué)習(xí)算法
        4.1.1 增強(qiáng)學(xué)習(xí)簡介
        4.1.2 值函數(shù)與Q值學(xué)習(xí)
        4.1.3 深度Q網(wǎng)絡(luò)與優(yōu)先級經(jīng)驗回放
    4.2 基于增強(qiáng)學(xué)習(xí)的功率分配
        4.2.1 算法設(shè)計思想
        4.2.2 狀態(tài)集合S的設(shè)計
        4.2.3 動作集合A的設(shè)計
        4.2.4 回報函數(shù)R的設(shè)計
    4.3 PER-DDQN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型與訓(xùn)練流程
        4.3.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型
        4.3.2 算法訓(xùn)練流程
    4.4 預(yù)訓(xùn)練與仿真
        4.4.1 電池均衡預(yù)訓(xùn)練
        4.4.2 電池均衡性能對比實驗
        4.4.3 充電模塊均衡預(yù)訓(xùn)練
        4.4.4 充電模塊均衡實驗
    4.5 本章小結(jié)
第5章 雙向車載充電系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計
    5.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
    5.2 充電模塊軟硬件設(shè)計
        5.2.1 開關(guān)管選取
        5.2.2 驅(qū)動電路設(shè)計
        5.2.3 電流采樣電路設(shè)計
        5.2.4 電壓采樣電路設(shè)計
        5.2.5 通訊電路設(shè)計
        5.2.6 FPGA程序設(shè)計
        5.2.7 DSP程序設(shè)計
    5.3 功率均衡模塊軟硬件設(shè)計
        5.3.1 采樣子模塊電源電路設(shè)計
        5.3.2 采樣子模塊采集電路設(shè)計
        5.3.3 采樣子模塊單片機(jī)程序設(shè)計
        5.3.4 均衡控制程序設(shè)計
    5.4 上位機(jī)監(jiān)視界面
    5.5 本章小結(jié)
第6章 樣機(jī)實驗與分析
    6.1 前言
    6.2 雙向DCAC實驗
        6.2.1 整流實驗
        6.2.2 雙向切換實驗
    6.3 雙向DCDC實驗
        6.3.1 諧振點分區(qū)驗證實驗
        6.3.2 恒壓輸出實驗
        6.3.3 同步整流驗證實驗
        6.3.4 功率驗證實驗
        6.3.5 雙向工作實驗
    6.4 功率均衡實驗
        6.4.1 電池均衡實驗
        6.4.2 充電模塊均衡實驗
    6.5 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論與展望
    7.1 本文結(jié)論
    7.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果



本文編號：3770227