發(fā)布時間：2017-07-18 07:04

  本文關(guān)鍵詞：電動汽車復(fù)合電源動力儲能系統(tǒng)設(shè)計及實驗研究

  更多相關(guān)文章： 復(fù)合電源動力儲能系統(tǒng) 超級電容 雙向DC/DC變換器 模糊控制策略

【摘要】：傳統(tǒng)汽車的發(fā)展面臨著石油資源枯竭和環(huán)境污染等問題,電動汽車作為解決這一問題的有效途徑,近幾年在世界各國都取得了快速發(fā)展。電動汽車的關(guān)鍵技術(shù)之一是電池系統(tǒng),但當(dāng)前動力蓄電池存在比功率較低、循環(huán)壽命受大電流充放電影響嚴(yán)重等問題,其整車動力性、循環(huán)壽命、使用成本和續(xù)駛里程等受到一定的影響。本文利用超級電容比功率高、快速充放電、循環(huán)壽命長、低溫特性好等優(yōu)點,以鋰離子電池作為主動力源,超級電容作為輔助能源,兩者通過功率變換器一起構(gòu)成復(fù)合電源動力儲能系統(tǒng),充分發(fā)揮超級電容“削峰填谷”的作用,從而改善整車的動力性、續(xù)駛里程和使用成本。首先,本文對復(fù)合動力儲能電源系統(tǒng)中的多個關(guān)鍵部件,如鋰離子蓄電池、超級電容和DC/DC的工作原理和基本性能進(jìn)行了實驗研究和分析。基于以上關(guān)鍵部件的工作原理和性能特點,確定復(fù)合電源動力儲能系統(tǒng)中關(guān)鍵部件的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計和參數(shù)匹配方案,基于廣州某公司車型,通過MATLAB/Simulink軟件搭建鋰離子電池、超級電容、DC/DC和復(fù)合電源動力儲能系統(tǒng)仿真模型。其次,基于以上研究基礎(chǔ),針對現(xiàn)有控制策略,本文設(shè)計了復(fù)合電源動力儲能系統(tǒng)模糊邏輯控制策略,同時編寫功率分配控制程序,對復(fù)合電源動力儲能系統(tǒng)的控制效果進(jìn)行仿真研究。與單一電源系統(tǒng)相比,復(fù)合電源動力儲能系統(tǒng)避免了鋰離子電池受到大電流沖擊和破壞,有效地降低了鋰離子電池的充放電電流,提高了電源系統(tǒng)的循環(huán)壽命；并充分發(fā)揮超級電容充放電效率高的特點,高效地回收制動能量,提高整車的經(jīng)濟性和續(xù)駛里程。最后,基于現(xiàn)有儀器設(shè)備,搭建48V模塊化復(fù)合電源動力儲能系統(tǒng)實驗臺架,對復(fù)合電源動力儲能系統(tǒng)參數(shù)匹配結(jié)果和控制策略進(jìn)行實驗驗證,同時,與鋰離子電池作為單一電源系統(tǒng)模型進(jìn)行對比試驗。試驗結(jié)果表明,在復(fù)合電源動力儲能系統(tǒng)模型中,鋰離子電池的放電電流和制動能量回收電流明顯減小,驗證了復(fù)合電源動力儲能系統(tǒng)參數(shù)匹配和控制策略的合理性和可行性,提高了整車的使用壽命和續(xù)駛里程,降低了整車使用成本,為復(fù)合電源動力儲能系統(tǒng)在電動汽車上的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)和實驗驗證。
【關(guān)鍵詞】：復(fù)合電源動力儲能系統(tǒng) 超級電容 雙向DC/DC變換器 模糊控制策略
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U469.72
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 選題背景及意義10-11
• 1.2 純電動汽車國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 國外純電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 國內(nèi)純電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.3 電動汽車復(fù)合電源動力儲能系統(tǒng)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.1 國外復(fù)合電源動力儲能系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.2 國內(nèi)復(fù)合電源動力儲能系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4 論文主要的研究內(nèi)容15-16
• 第二章 電動汽車復(fù)合電源動力儲能系統(tǒng)特性研究16-38
• 2.1 車用儲能系統(tǒng)的性能要求16-21
• 2.1.1 車用儲能系統(tǒng)的性能指標(biāo)16-17
• 2.1.2 動力蓄電池17-18
• 2.1.3 其他車載儲能發(fā)電裝置18-21
• 2.2 動力蓄電池的特性研究21-26
• 2.2.1 三元鋰離子電池充放電特性21-22
• 2.2.2 三元鋰離子電池容量特性22-23
• 2.2.3 三元鋰離子電池內(nèi)阻特性23-24
• 2.2.4 鋰離子電池壽命特性24-26
• 2.3 超級電容特性研究26-30
• 2.3.1 超級電容充放電特性27-28
• 2.3.2 超級電容內(nèi)阻特性28-29
• 2.3.3 超級電容效率特性29-30
• 2.4 雙向DC/DC變換器特性研究30-37
• 2.4.1 復(fù)合電源動力儲能系統(tǒng)對雙向DC/DC變換器性能要求30-31
• 2.4.2 雙向DC/DC變換器工作原理31-32
• 2.4.3 雙向DC/DC變換器硬件系統(tǒng)搭建32-36
• 2.4.4 雙向DC/DC變換器工作效率36-37
• 2.5 本章小結(jié)37-38
• 第三章 復(fù)合電源動力儲能系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計、參數(shù)匹配設(shè)計及驗證38-50
• 3.1 復(fù)合儲能系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計及工作模式38-43
• 3.1.1 復(fù)合電源動力儲能系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計38-40
• 3.1.2 復(fù)合儲能系統(tǒng)工作原理40
• 3.1.3 復(fù)合儲能系統(tǒng)主要工作模式40-43
• 3.2 動力儲能系統(tǒng)參數(shù)匹配目標(biāo)及方案43-48
• 3.2.1 目標(biāo)車型參數(shù)及性能指標(biāo)要求43
• 3.2.2 整車動力性分析43-44
• 3.2.3 典型循環(huán)工況分析44-45
• 3.2.4 復(fù)合電源動力儲能系統(tǒng)參數(shù)匹配45-48
• 3.3 整車動力性能指標(biāo)驗證48-49
• 3.4 本章小結(jié)49-50
• 第四章 復(fù)合電源動力儲能系統(tǒng)控制策略與仿真分析研究50-70
• 4.1 復(fù)合電源系統(tǒng)控制目的及方法50
• 4.2 復(fù)合儲能系統(tǒng)模糊控制策略50-58
• 4.2.1 模糊控制原理分析51-52
• 4.2.2 模糊邏輯控制分析52-53
• 4.2.3 模糊邏輯控制器的設(shè)計53-58
• 4.3 復(fù)合電源動力儲能系統(tǒng)仿真模型58-63
• 4.3.1 鋰離子電池等效模型58-60
• 4.3.2 超級電容等效模型的建立60-61
• 4.3.3 雙向DC/DC等效模型的建立61-62
• 4.3.4 復(fù)合電源仿真模型62-63
• 4.4 仿真與結(jié)果分析63-69
• 4.4.1 循環(huán)工況仿真結(jié)果分析63-66
• 4.4.2 復(fù)合電源循環(huán)工況壽命預(yù)測66-68
• 4.4.3 整車?yán)m(xù)駛里程仿真分析68-69
• 4.5 本章小結(jié)69-70
• 第五章 復(fù)合電源動力儲能系統(tǒng)試驗研究70-80
• 5.1 復(fù)合電源動力儲能系統(tǒng)模塊化試驗樣機模型70-71
• 5.2 復(fù)合電源動力儲能系統(tǒng)實驗方案及實驗環(huán)境71-74
• 5.2.1 試驗平臺模型搭建71
• 5.2.2 不同工況的簡化71-72
• 5.2.3 復(fù)合電源動力儲能系統(tǒng)臺架試驗環(huán)境72-74
• 5.3 實驗驗結(jié)果分析74-79
• 5.3.1 單次簡化典型工況模式實驗74-78
• 5.3.2 整車?yán)m(xù)駛里程實驗分析78-79
• 5.4 本章小結(jié)79-80
• 第六章 總結(jié)與展望80-82
• 6.1 全文總結(jié)80-81
• 6.2 研究展望81-82
• 參考文獻(xiàn)82-87
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果87-88
• 致謝88-89
• 附件89

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