【摘要】：本文針對現(xiàn)有的儲能系統(tǒng)無法滿足電動汽車行駛過程中大功率以及續(xù)航里程的需求,提出一種基于遺傳算法(Genetic Algorithm,GA)的混合儲能系統(tǒng)(Hybrid Energy Storage System,HESS)能量功率的最優(yōu)分配策略,該HESS由鋰離子電池和超級電容器組成。此能量管理策略對儲能系統(tǒng)的不同工作模式進行分類管理,建立能量管理系統(tǒng)輸出功率與需求功率誤差最小的目標函數(shù)。采用遺傳算法求解目標函數(shù),獲得鋰離子電池和超級電容的出力系數(shù),進而優(yōu)化功率分配,以提高電動汽車儲能系統(tǒng)的整體性能。首先分析了目前國內(nèi)外研究電動汽車HESS能量管理的現(xiàn)狀,以及能量管理中存在的難點問題,然后提出改進儲能單元的組成結(jié)構(gòu)和控制方法的解決方案。在比較了幾種儲能系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)的基礎上,選擇了鋰離子電池和超級電容分別單獨控制再并聯(lián)的結(jié)構(gòu)。這樣的HESS能夠較大限度地發(fā)揮鋰離子電池能量密度高和超級電容器功率密度高的優(yōu)勢。結(jié)合雙向DC/DC變換器的工作原理及其在HESS的作用,運用軟開關(guān)技術(shù)降低系統(tǒng)的能量傳輸損耗。分析鋰離子電池和超級電容器各自的性能后,分別建立合適的等效電路模型,基于所建立的模型,使用擴展卡爾曼濾波算法和開路電壓法估算鋰離子電池和超級電容的SOC值;考慮鋰離子電池和超級電容器在混合儲能系統(tǒng)中的容量比,確定各自的SOC權(quán)重系數(shù),加權(quán)得到系統(tǒng)整體SOC值。提出了HESS能量管理策略的實現(xiàn)過程。隨后,推導出汽車的行駛速度和功率需求的關(guān)系表達式,并以各儲能單元SOC為參考依據(jù),建立了電動汽車功率需求與HESS各儲能單元輸出功率之間的目標函數(shù),并用改進后的GA求解這一目標函數(shù),獲取各儲能單元的出力系數(shù),進而提出一種兼顧功率分配與能量調(diào)度的控制策略,優(yōu)化鋰離子電池和超級電容的功率分配。最后在ADVISOR仿真平臺上搭建含HESS的電動汽車結(jié)構(gòu),分別選取美國城市道路循環(huán)工況和歐洲城市行駛循環(huán)工況對電動汽車進行模擬仿真,并利用粒子群算法作對比仿真。分析仿真結(jié)果,以驗證基于GA的電動汽車HESS能量管理策略的可行性。再在實驗室已有平臺上進行模擬實驗,以驗證本文提出的HESS能量管理策略可以對鋰離子電池和超級電容的輸出功率進行協(xié)調(diào)分配,體現(xiàn)其實際應用價值。
【學位授予單位】：湖北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP18;U469.72
【圖文】：

圖 2.9 LLC 半橋諧振電路波形諧振電路存在兩個諧振頻率，這兩個頻率取決于變諧振過程。如果mL 不參諧振，那么電路的諧振頻rf ；當mL 參與諧振過程時，電路的諧振頻率可以定12rr rfπL C= 12 ( )mr m rfπL L C=+作頻率s mf < f時，LLC 半橋諧振電路的初級電路中通，它的次級電路也無法通過整流二極管完成零電禁止該電路的工作頻率低于mf ；當電路的工作頻率初級電路的 MOSFET 能夠?qū)崿F(xiàn)零電壓開通，只是作在電流連續(xù)狀態(tài)，無法做到零電流關(guān)斷；當電路，LLC 諧振半橋變換器初級諧振電路的 MOSFET

特性分析電池 SOC 的準確估算，必須要壓、內(nèi)阻等特性[32]。且對于電電電流、循環(huán)次數(shù)等情況下，池的等效電路模型之前，有必的充放電特性見的充電方法是先恒流充電后電壓電流變化曲線。在充電初漸增大，當鋰離子電池的端電時電池的充電電流會逐漸變小如只使用恒流充電，那么電池致鋰離子電池燃燒甚至爆炸。

放電過程中的 OCV。鋰離子電池在充放電過程中會產(chǎn)生兩個臨界電壓，充電壓記為充電截止電壓，放電下限電壓記為放電截止電壓。如果充電過程離子電池的充電電壓高于電池的充電截止電壓則稱為過充；放電過程中，離子電池的端電壓低于設定的放電截止電壓則稱為過放。過充和過放都會鋰離子電池的安全使用。（3）鋰離子電池的內(nèi)阻特性鋰離子電池的內(nèi)阻是指在充放電過程中，其內(nèi)部存在的阻礙電流流過的作阻的大小決定了鋰離子電池在大電流輸出時引起電壓壓降大小，在電動汽動過程中有著決定性影響。額定容量、SOC、充放電循環(huán)次數(shù)以及溫度等響到鋰離子電池的內(nèi)阻，圖 3.4 的（a）（b）（c）反映了該關(guān)系。

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號：2750951