本文關(guān)鍵詞：電動汽車復(fù)合能源系統(tǒng)的研究

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【摘要】：延長電池循環(huán)壽命和增加電動汽車?yán)m(xù)駛里程是電動汽車研究中其中兩個重要的方向。因此電池與超級電容相結(jié)合的復(fù)合能源系統(tǒng)(Hybrid Power System)被提出。電池和超級電容優(yōu)勢互補,減小大電流對于電池的傷害,延長電池循環(huán)壽命,并且再生更多制動能量,增加續(xù)駛里程。目前,系統(tǒng)成本、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、功率分配控制策略和再生制動控制策略問題仍需要解決,復(fù)合能源系統(tǒng)有待進一步研究。本文權(quán)衡復(fù)合能源系統(tǒng)各拓撲結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度、成本和系統(tǒng)整體表現(xiàn),選擇了半主動控制混合拓撲。引入雙向DC/DC變換器,解決了超級電容和鋰電池特性差異而導(dǎo)致的電壓不匹配問題。設(shè)計并實現(xiàn)了復(fù)合能源系統(tǒng),將其裝載至四輪微型電動汽車。利用能量管理控制器采集各類信號并控制雙向DC/DC變換器和電機控制器等,同時將數(shù)據(jù)上傳至上位機�；贑RUISE軟件和Simulink建立了電動汽車和復(fù)合能源系統(tǒng)的仿真模型,實現(xiàn)了聯(lián)合仿真。分析復(fù)合能源系統(tǒng)的工作模式,制定了基本控制策略。汽車驅(qū)動時,基于恒流分配需求功率。汽車制動時,在平穩(wěn)制動的前提下,動態(tài)分配機械制動力和再生制動力。分別在實車和仿真平臺上,進行了汽車直線加速制動工況試驗,對比實驗和仿真結(jié)果,驗證了模型和控制策略的正確性和有效性。最后,優(yōu)化了需求功率分配控制策略,包括動態(tài)控制雙向DC/DC變換器輸出電流以及根據(jù)速度約束控制策略優(yōu)化超級電容目標(biāo)電壓控制。優(yōu)化了再生制動策略,提出了分段控制策略。通過仿真校園行駛工況,證明了優(yōu)化后的控制策略使得功率分配更合理且再生更多制動能量。同時,對比單一電池方案,復(fù)合能源系統(tǒng)能夠有效地減少電池大電流,并提升電池能量使用效率。
【關(guān)鍵詞】：電動汽車 復(fù)合能源 超級電容 策略優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U469.72
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-14
• 第1章 緒論14-22
• 1.1 研究背景及意義14-15
• 1.2 電動汽車儲能元件發(fā)展現(xiàn)狀概述15-18
• 1.2.1 鋰離子電池的發(fā)展現(xiàn)狀15-17
• 1.2.2 超級電容的發(fā)展現(xiàn)狀17-18
• 1.3 復(fù)合能源系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3.1 電動汽車復(fù)合能源系統(tǒng)國外研究現(xiàn)狀18
• 1.3.2 電動汽車復(fù)合能源系統(tǒng)國內(nèi)研究現(xiàn)狀18-19
• 1.4 復(fù)合能源系統(tǒng)控制策略研究現(xiàn)狀19-20
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容20-22
• 第2章 復(fù)合能源系統(tǒng)分析與設(shè)計22-32
• 2.1 微型電動汽車介紹22-23
• 2.2 拓撲結(jié)構(gòu)分析與選擇23-25
• 2.3 向DC/DC變換器選型與分析25-28
• 2.3.1 雙向DC/DC變換器選型25-26
• 2.3.2 雙向DC/DC變換器工作原理26-27
• 2.3.3 雙向DC/DC變換器功能特點27
• 2.3.4 雙向DC/DC變換器相關(guān)參數(shù)27-28
• 2.4 超級電容特性及參數(shù)28-30
• 2.5 鋰離子電池特性及參數(shù)30-31
• 2.6 本章小結(jié)31-32
• 第3章 復(fù)合能源系統(tǒng)實現(xiàn)和建模32-50
• 3.1 復(fù)合能源系統(tǒng)實現(xiàn)32-38
• 3.1.1 復(fù)合能源系統(tǒng)組成32-33
• 3.1.2 能量管理控制器33-34
• 3.1.3 通信協(xié)議34-38
• 3.2 AVL CRUISE電動汽車模型建立38-46
• 3.2.1 AVL CRUISE軟件介紹38-39
• 3.2.2 整車模塊(Vehicle)39-40
• 3.2.3 電池模塊(Battery H)40-45
• 3.2.4 Matlab DLL和Terminal模塊45-46
• 3.3 Simulink復(fù)合能源系統(tǒng)各部件模型46-49
• 3.3.1 超級電容模型46-47
• 3.3.2 雙向DC/DC變換器模型47-48
• 3.3.3 Simulink整體模型48-49
• 3.4 本章小結(jié)49-50
• 第4章 復(fù)合能源系統(tǒng)基本控制策略和模型驗證50-60
• 4.1 需求功率分配控制策略50-53
• 4.1.1 復(fù)合能源系統(tǒng)工作模式分析50-51
• 4.1.2 基于恒流控制的需求功率分配51-53
• 4.2 制動力動態(tài)分配控制策略53-55
• 4.3 系統(tǒng)仿真與實驗結(jié)果對比驗證55-59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 第5章 復(fù)合能源系統(tǒng)控制策略優(yōu)化和仿真分析60-69
• 5.1 功率分配控制策略優(yōu)化60-63
• 5.1.1 動態(tài)控制雙向DC/DC變換器輸出電流60-61
• 5.1.2 速度約束控制策略61-63
• 5.2 再生制動分段控制策略63-65
• 5.3 仿真對比分析65-67
• 5.4 本章小結(jié)67-69
• 第6章 總結(jié)與展望69-72
• 6.1 工作總結(jié)69-70
• 6.2 展望70-72
• 參考文獻72-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間主要的研究成果77

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