為滿足節(jié)約能源和減少排放的要求,新能源汽車技術(shù)的研究發(fā)展成為了世界性課題,增程式電動(dòng)汽車作為新能源汽車的一種,相比于傳統(tǒng)燃油汽車可有效減少排放,相比于純電動(dòng)汽車可增加續(xù)駛里程,成為目前新能源汽車研究開發(fā)的重點(diǎn)之一。而儲能系統(tǒng)作為增程式電動(dòng)汽車的關(guān)鍵技術(shù)之一,其性能優(yōu)劣可直接決定整車的工作性能,高效的增程式電動(dòng)汽車用儲能系統(tǒng)成為研究的重點(diǎn)。本文主要研究內(nèi)容如下:(1)研究分析了各種儲能技術(shù)在增程式電動(dòng)汽車中的最新應(yīng)用,如蓄電池儲能、超級電容儲能、飛輪儲能、燃料電池儲能、太陽能儲能和混合電源儲能等,詳細(xì)分析了各種儲能技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。(2)討論了幾種常見的增程式電動(dòng)汽車用儲能系統(tǒng)的特點(diǎn)。針對其不足之處,提出了一種應(yīng)用于增程式電動(dòng)汽車的新型儲能系統(tǒng),系統(tǒng)中加入超級電容器組作為能量緩沖單元,可有效提升電源的充、放電性能�？沙浞掷眯铍姵啬芰棵芏却蠛统夒娙萜鹘M功率密度大的優(yōu)勢,實(shí)現(xiàn)能量流的合理有效控制。(3)針對提出的增程式電動(dòng)汽車用新型儲能系統(tǒng),詳細(xì)闡述了其多種工作模式及控制方法,包括純電動(dòng)工作模式、相互獨(dú)立工作模式、混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式、能量回饋工作模式,其中重點(diǎn)分析了在能量輸出和回饋時(shí)能量輔助單元的控制策略。(4)基于Matlab/Simulink環(huán)境搭建了新型儲能系統(tǒng)仿真模型,包括蓄電池與可串并聯(lián)切換的超級電容器組組成的復(fù)合電源模型、雙向DC-DC功率變換器(BDPC)仿真模型、H橋逆變器及電機(jī)仿真模型等。對新型儲能系統(tǒng)的能量輸出特性和能量回饋特性進(jìn)行了仿真計(jì)算,對系統(tǒng)的可行性及能量管理策略的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證。(5)針對提出的儲能系統(tǒng),搭建了實(shí)驗(yàn)平臺,驗(yàn)證了方案的可行性與優(yōu)越性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與傳統(tǒng)的蓄電池與超級電容器組組成的復(fù)合電源相比,新系統(tǒng)可提升能量回饋效率和能量利用率。
【學(xué)位單位】：煙臺大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U469.72
【部分圖文】：

圖 1-1 電動(dòng)汽車基本結(jié)構(gòu)及工作原理圖由于電動(dòng)汽車內(nèi)的能量始終以電能的形式進(jìn)行傳遞，因此在能量回饋的過程中與傳統(tǒng)燃油汽車存在很大的區(qū)別，在回饋的過程當(dāng)中，電動(dòng)汽車存在更多的回饋方式，以獲得更高的回饋效率。目前，對于電動(dòng)汽車，多采用輔助動(dòng)力裝置用于回饋制動(dòng)能量，同時(shí)配備完善的能量控制策略。因此在目前的研究中，如何進(jìn)一步提高電動(dòng)汽車能量利用率也是研究熱點(diǎn)之一。1.3 增程式電動(dòng)汽車國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展眾所周知，純電動(dòng)汽車電池比能量低，價(jià)格高等缺點(diǎn)，致使電池不能滿足遠(yuǎn)距離行駛需求以及城市公交。而增程式電動(dòng)汽車配備發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組為汽車提供充足能量，增加行駛距離，提高工作效率，其常用結(jié)構(gòu)如圖 1-2 所示。從能量傳輸?shù)慕嵌葋碇v，增程式電動(dòng)汽車可以看做串聯(lián)式的混合動(dòng)力汽車。發(fā)動(dòng)機(jī)可以用燃油發(fā)動(dòng)機(jī)，也可以使用燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)。根據(jù)汽車實(shí)際的行駛需求，增程式電動(dòng)汽車運(yùn)行模式可以

圖 1-2 增程式電動(dòng)汽車基本結(jié)構(gòu)在各種新能源政策推廣下，國內(nèi)各車企開始致力于發(fā)展增程式電動(dòng)汽車。 GA5、比亞迪秦、榮威 550plug-in、北汽 E150EV 等。2017 年第二屆動(dòng)力國際研討會上，中國工程院院士楊裕生重點(diǎn)介紹了增程式汽車技術(shù)。在 20瓦車展上，中國騰風(fēng)發(fā)布了增程式電動(dòng)超跑“至仁 RS”，該車搭載了一臺微輪發(fā)動(dòng)機(jī)，使其最高速度達(dá) 330km/h。國外比較典型的增程式電動(dòng)汽車當(dāng)屬雪佛蘭 VOLT，其純電模式下行駛里程m，在增程模式下可行駛 570km，并且配備了完善的能量管理系統(tǒng)，可回收。2017 年 3 月，日本馬自達(dá)公司公開的一項(xiàng)最新專利的相關(guān)專利圖展示了一動(dòng)的增程式電動(dòng)汽車，其將轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用在增程器系統(tǒng)中，利用轉(zhuǎn)子發(fā)發(fā)電機(jī)，提供增程所需能量，并計(jì)劃 2019 年推向市場。2017 年 3 月，正道了三款增程式電動(dòng)概念車：H600、K550、K750，搭載了“微型渦輪發(fā)電機(jī)超級電池”動(dòng)力系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)最大功率達(dá) 500kW，續(xù)航里程超過 1000km

增程式電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理對于增程式電動(dòng)汽車當(dāng)蓄電池組電量充足，可以提供汽車爬坡、加速等能，車輛行駛動(dòng)力僅由蓄電池提供，發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組不參與工作，以純電動(dòng)運(yùn)行。當(dāng)控制單元檢測到動(dòng)力電池能量不足時(shí)，增程器開始工作，為蓄電電，并與蓄電池一起提供行駛所需電能。常規(guī)的增程式電動(dòng)汽車其工作模式通常分為有三種：純電動(dòng)工作模式、增模式和能量回饋工作模式。純電動(dòng)工作模式的工作原理與純電動(dòng)汽車相同工作模式，當(dāng)電池能量不足時(shí)由發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組提供能量，驅(qū)動(dòng)車輛行駛目的。增程式工作模式也是增程式電動(dòng)汽車與純電動(dòng)汽車的主要區(qū)別之一增程器的儲能技術(shù)較多，合理選擇可以提高汽車的整車性能。增程式電動(dòng)動(dòng)力裝置結(jié)構(gòu)如圖 2-1 所示。
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本文編號：2878664