【摘要】：傳統(tǒng)燃油汽車的尾氣排放是大氣主要污染源之一,純電動汽車屬于零排放清潔型汽車,因此發(fā)展純電動汽車是解決機動車尾氣污染問題的根本途徑。動力電池是純電動汽車的主要儲能部件,但受限于其當(dāng)前的技術(shù)水平,電動汽車的動力性能和續(xù)駛里程等性能指標(biāo)尚不十分理想。而超級電容具有功率密度高、充放電速度快及循環(huán)壽命長等優(yōu)勢,將其與動力電池并聯(lián)組合構(gòu)成復(fù)合電源,可以優(yōu)勢互補以解決電動汽車的部分現(xiàn)存問題。在此基礎(chǔ)上設(shè)計高效優(yōu)化的能量管理策略,復(fù)合電源高效工作既滿足車輛動力需求,同時降低鋰電池工作負(fù)擔(dān)及功率損耗,保障電動汽車的高效運行。首先,設(shè)計特性實驗探究鋰電池和超級電容的電壓特性、容量特性、老化特性及自放電特性等,并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分別建立RC等效電路模型;本文以復(fù)合電源電動汽車為研究對象,結(jié)合車輛性能指標(biāo)與功率需求配置電機、儲能系統(tǒng)等參數(shù),建立基于復(fù)合電源的電動汽車模型。本文設(shè)計了考慮鋰電池SOC、電池端電壓及超級電容SOC等多因素的基于雙模糊器的優(yōu)化能量管理策略,并通過仿真實驗分析該控制策略的可行性。模糊能量管理策略控制思路簡單,實用性及可移植性好,因此被廣泛使用。由于模糊控制規(guī)則依賴于工程經(jīng)驗的局限性,為了進一步優(yōu)化能量管理,本文以降低動力電池的功率損耗和峰值功率為優(yōu)化目標(biāo),設(shè)計了考慮電池功率損耗的二次型優(yōu)化算法和基于龐特里亞金極小值定理的能量管理策略,并分別通過工況仿真實驗驗證了控制算法的有效性。在上述兩種控制策略的基礎(chǔ)上,基于龐特里亞金極小值理論的控制策略進一步考慮了超級電容的能量狀態(tài)SOE,在線調(diào)整協(xié)態(tài)變量λ實時優(yōu)化能量管理。在MTALAB/ADVISOR中建立基于復(fù)合電源的電動汽車整車模型,將不同控制策略下的優(yōu)化結(jié)果進行對比分析,結(jié)果表明基于龐特里亞金極小值的控制策略可以有效降低動力鋰電池工作的峰值功率、減少能量損耗及溫升,保障電池的安全高效工作,對延長電池循環(huán)壽命有重要意義。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U469.72
【圖文】：

邐（ｂ）上海瑞華復(fù)合電源客車逡逑圖２復(fù)合電源電動汽車部分車型逡逑國內(nèi)外對復(fù)合電源的研究為時已久而且從未間斷，圖２為目前在售的復(fù)合電逡逑源電動汽車的部分車型。馬自達、Ｈａｔ汽車［ｎ］開發(fā)出搭載鉛酸電池和超級電容為逡逑復(fù)合儲能系統(tǒng)的電動汽車，并驗證了其綜合性能優(yōu)于單儲能系統(tǒng)的電動汽車。國逡逑內(nèi)研究機構(gòu)與各大車企也十分關(guān)注復(fù)合電源電動汽車的發(fā)展：其中吉林大學(xué)等在逡逑復(fù)合電源技術(shù)理論研究成果突出；海馬汽車設(shè)計的搭載復(fù)合電源（超級電容組和逡逑４逡逑

邐邋Ｉ邋正極邋ｕｍ邋負(fù)極逡逑？邋ＦｅＰＣＵ邋？邋鋰離子石塑層逡逑圖２－１鋰電池工作原理圖逡逑超級電容主要由活性炭多孔電極和電解液組成，依靠雙電層和氧化還原過程逡逑儲存電能，如圖２－２所示。超級電容充放電過程不涉及化學(xué)變化且沒有記憶效應(yīng)，逡逑因此超級電容可以輸出瞬時大功率以滿足整車所需的峰值功率需求，也可快速吸逡逑收制動過程中的回收能量，而且超級電容可以實現(xiàn)快速充放電且深度充放電循環(huán)逡逑使用可達到幾十萬次［３４］。逡逑１＋邋￣１逡逑？１？＂邐＂＂＂？［ｅ逡逑田９邐？ｅ逡逑？ｅ邐？０逡逑極化電極邐由邐極化電極逡逑——邐？９邋吧邋？ｅ邋邐逡逑？ｅ邋解邋ｅｅ逡逑？９邐ａｅ逡逑？邋９邐；？邐？邋ｅ逡逑？０邐？邋０逡逑？９邐ｅ邋ｅ逡逑？邋０邐？邋？逡逑？９邐？邋ｅ逡逑？９邐？邋ｅ逡逑邐？Ｊ？邐ａｌｅ逡逑電解液界面逡逑圖２－２超級電容工作原理圖逡逑２．２鋰電池與超級電容的特性測試及分析逡逑２．２．１測試平臺逡逑本文選用磷酸鐵鋰電池和超級電容作為測試對象，依托實驗室現(xiàn)有實驗平臺逡逑進行特性測試。圖２－３為單體實驗平臺由左至右分別為上位機監(jiān)控、拜特逡逑ＢＴＳ５１０Ｃ８設(shè)備、巨孚溫控箱組成；圖２－４為電池組測試平臺由左至右分別為巨逡逑孚溫控箱、美凱麟充放電設(shè)備、上位機監(jiān)控組成。逡逑上位機監(jiān)控安裝Ｆｏｒｍａｌ邋Ｃｏｎｔｒｏｌ軟件與充放電設(shè)備進行通訊

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文逡逑序控制充放電設(shè)備對測試對象進行充放電。拜特ＮＢＴ５Ｖ１單體恒流充放電等多種充放電工作模式，測試電壓范圍可以采集并記錄電壓、電流、溫度、累計容量等數(shù)據(jù)，麟ＭＣＴ８－１００－０５可以實現(xiàn)電池組的多模式充放電，并等數(shù)據(jù)，測試精度為±０．１％。巨孚溫控箱可以實現(xiàn)調(diào)控溫設(shè)定不同溫度值并將鋰電池或超級電容等測試對象放置溫度穩(wěn)定后再進行不同溫度下的外特性測試。逡逑

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 夏超英;苗海麗;;基于二次型最優(yōu)控制的微電網(wǎng)實時能量管理策略[J];中國電機工程學(xué)報;年期

2 宋娟娟;楊歆豪;李則;耿辰露;;重載混合動力汽車能量管理策略的優(yōu)化研究[J];電子科技;2018年06期

3 饒星;;混合動力電動汽車能量管理方法現(xiàn)狀評述[J];黑龍江科技信息;2017年04期

4 蘇嶺;曾育平;秦大同;;插電式混合動力汽車能量管理策略研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J];重慶大學(xué)學(xué)報;2017年02期

5 盧漢;;插電式混合動力汽車能量管理策略綜述[J];山東工業(yè)技術(shù);2017年06期

6 趙秀春;郭戈;;混合動力電動汽車能量管理策略研究綜述[J];自動化學(xué)報;2016年03期

7 秦大同;彭志遠(yuǎn);劉永剛;段志輝;楊陽;;基于工況識別的混合動力汽車動態(tài)能量管理策略[J];中國機械工程;2014年11期

8 鐘彥雄;;并聯(lián)式混合動力汽車能量管理策略[J];科技與創(chuàng)新;2017年02期

9 郭明林;朱建新;王晨;程輝軍;;新型功率分流混合動力汽車能量管理策略仿真[J];計算機仿真;2015年07期

10 楊大鵬;張幽彤;;車用復(fù)合電源參數(shù)與能量管理策略優(yōu)化方法[J];汽車實用技術(shù);2018年09期

相關(guān)會議論文 前10條

1 舒星;陳崢;李曉宇;申江衛(wèi);肖仁鑫;;基于邏輯門的插電式混合動力汽車能量管理策略研究[A];2016中國汽車工程學(xué)會年會論文集[C];2016年

2 解本欣;解治宇;盧山;曲春雨;王瑩;;混合動力汽車能量管理策略的仿真研究[A];2009中國汽車工程學(xué)會年會論文集[C];2009年

3 謝鑫;;基于動態(tài)規(guī)劃算法的串聯(lián)混合動力汽車能量管理策略[A];2012重慶汽車工程學(xué)會年會論文集[C];2012年

4 謝鑫;;基于動態(tài)規(guī)劃算法的串聯(lián)混合動力汽車能量管理策略[A];西南汽車信息：2012年上半年合刊[C];2012年

5 張昕;王松濤;張欣;田毅;;基于馬爾可夫鏈的混合動力汽車行駛工況預(yù)測研究[A];2014中國汽車工程學(xué)會年會論文集[C];2014年

6 劉劍;馮旭

本文編號：2782328