本文關(guān)鍵詞：增程式電動(dòng)車動(dòng)力電池組預(yù)熱控制策略研究

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【摘要】：汽車的出現(xiàn)改變了人類的生活同時(shí)帶來(lái)了能源短缺與環(huán)境污染等問(wèn)題,新能源汽車成為汽車行業(yè)的發(fā)展方向�，F(xiàn)階段,由于動(dòng)力電池組成本高、比能量密度低等問(wèn)題限制了純電動(dòng)汽車發(fā)展,增程式電動(dòng)車成為現(xiàn)階段新能源汽車發(fā)展的重要方向。但是增程式電動(dòng)車依然存在動(dòng)力電池組低溫環(huán)境工作性能較差缺點(diǎn),嚴(yán)重影響其純電動(dòng)續(xù)駛里程并間接增加車輛成本。為了解決上述問(wèn)題,本文結(jié)合課題組增程式電動(dòng)車動(dòng)力結(jié)構(gòu)特點(diǎn),設(shè)計(jì)了一種電池組預(yù)熱系統(tǒng),制定了考慮電池組低溫預(yù)熱的整車控制策略,實(shí)現(xiàn)低溫環(huán)境行車過(guò)程中電池組預(yù)熱的目標(biāo)。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)動(dòng)力電池低溫?zé)崽匦匝芯俊Ｑ芯克褂玫匿囯x子動(dòng)力電池的基本結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及工作原理,并對(duì)鋰離子電池工作過(guò)程中生熱及傳熱特性進(jìn)行分析,確定鋰電池主要生熱來(lái)源及內(nèi)部傳熱方式。通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法研究了鋰離子電池內(nèi)阻、容量及開路電壓在不同溫度下對(duì)應(yīng)關(guān)系,進(jìn)一步確定了電池組關(guān)鍵參數(shù)的計(jì)算模型。(2)增程式電動(dòng)車建模與仿真分析。分析課題組增程式電動(dòng)車的動(dòng)力結(jié)構(gòu),依據(jù)參數(shù)匹配結(jié)果基于AMESim軟件建立整車動(dòng)力系統(tǒng)模型;確定項(xiàng)目車型工作模式及控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu),基于恒溫器控制方式制定該車CD(電量消耗)+CS(電量維持)控制策略,并根據(jù)行駛工況確定CS階段發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn);對(duì)比不同環(huán)境溫度車輛在純電動(dòng)行駛階段電池組溫度、能量利用效率及整個(gè)工況車輛總能耗量,得出環(huán)境溫度越低,動(dòng)力電池組內(nèi)阻消耗能量越多,車輛純電動(dòng)續(xù)駛里程變短同時(shí)總能耗量增加,因此需要對(duì)電池組進(jìn)行預(yù)熱。(3)電池組預(yù)熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)建模及控制策略制定。首先依據(jù)項(xiàng)目車型動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)利用發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)余熱的動(dòng)力電池組預(yù)熱系統(tǒng);其次在AMESim軟件中對(duì)動(dòng)力電池組低溫預(yù)熱系統(tǒng)進(jìn)行建模并整合到增程式電動(dòng)車動(dòng)力系統(tǒng)模型中;最后在原車CD+CS控制策略基礎(chǔ)上針對(duì)低溫環(huán)境條件,制定了考慮電池組低溫預(yù)熱的整車控制策略,增加了預(yù)熱增程CS模式。(4)利用搭建的有電池組預(yù)熱系統(tǒng)整車模型及制定電池組低溫預(yù)熱控制策略仿真驗(yàn)證了車輛低溫預(yù)熱控制策略的可行性,對(duì)比了電池組是否預(yù)熱對(duì)循環(huán)工況下車輛總能耗量的影響,特別是在-20℃的環(huán)境溫度下,電池組預(yù)熱條件下車輛在整個(gè)工況下的能量消耗能減少20%。進(jìn)一步在考慮電池組低溫充電限制條件對(duì)制動(dòng)策略改進(jìn),并優(yōu)化了電池組低溫預(yù)熱控制策略,驗(yàn)證策略可行性同時(shí)對(duì)比了不同策略對(duì)整車能耗的影響,采用該策略能降低低溫環(huán)境下循環(huán)工況下整車的能量消耗量。
【關(guān)鍵詞】：增程式電動(dòng)車 動(dòng)力電池組 低溫預(yù)熱 控制策略 能量管理
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U469.72
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-26
• 1.1 研究背景及意義12-13
• 1.2 增程式電動(dòng)車國(guó)內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀13-18
• 1.2.1 整車產(chǎn)品發(fā)展現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 控制策略研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3 增程式電動(dòng)車動(dòng)力電池組研究現(xiàn)狀18-24
• 1.3.1 增程式電動(dòng)車動(dòng)力電池發(fā)展現(xiàn)狀18-19
• 1.3.2 動(dòng)力電池組熱管理研究現(xiàn)狀19-24
• 1.4 本文研究?jī)?nèi)容24-26
• 第2章 鋰離子動(dòng)力電池低溫?zé)崽匦苑治?/span>26-40
• 2.1 鋰離子電池生熱特性研究26-30
• 2.1.1 鋰離子電池基本結(jié)構(gòu)26-27
• 2.1.2 鋰離子電池主要特點(diǎn)27
• 2.1.3 鋰離子電池工作原理27-28
• 2.1.4 鋰離子電池生熱機(jī)理研究28-29
• 2.1.5 鋰離子電池的傳熱特性分析29-30
• 2.2 鋰離子電池工作性能與溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系30-36
• 2.2.1 鋰離子電池內(nèi)阻與溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系30-33
• 2.2.2 鋰離子電池容量與溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系33-34
• 2.2.3 鋰離子電池開路電壓與溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系34-36
• 2.3 鋰離子電池相關(guān)參數(shù)計(jì)算模型36-38
• 2.3.1 鋰離子電池SOC計(jì)算模型36-37
• 2.3.2 鋰電池端電壓計(jì)算模型37-38
• 2.4 本章小結(jié)38-40
• 第3章 增程式電動(dòng)車建模及仿真分析40-58
• 3.1.增程式電動(dòng)車動(dòng)力系統(tǒng)建模40-47
• 3.1.1 增程式電動(dòng)車動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)40-41
• 3.1.2 目標(biāo)車型參數(shù)及匹配動(dòng)力部件參數(shù)41-43
• 3.1.3 基于AMESim的整車系統(tǒng)模型構(gòu)建43-47
• 3.2 控制策略設(shè)計(jì)47-52
• 3.2.1 增程式電動(dòng)車工作模式分析47-49
• 3.2.2 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)劃分49-50
• 3.2.3 增程式電動(dòng)車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則50
• 3.2.4 基于恒溫器式控制策略制定50-52
• 3.3 增程式電動(dòng)車整車仿真分析52-57
• 3.3.1.電池組SOC變化及分析52-54
• 3.3.2 電池組溫度變化及分析54-56
• 3.3.3 整車能量消耗仿真及分析56-57
• 3.4 本章小結(jié)57-58
• 第4章 電池組預(yù)熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)建模及控制策略制定58-74
• 4.1 電池組預(yù)熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)58-60
• 4.1.1 電池組預(yù)熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)58-59
• 4.1.2 電池組預(yù)熱計(jì)算模型59-60
• 4.2 動(dòng)力電池組預(yù)熱系統(tǒng)建模60-69
• 4.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)建模60-66
• 4.2.2 電池包預(yù)熱結(jié)構(gòu)建模66-68
• 4.2.3 考慮電池組預(yù)熱系統(tǒng)整車模型優(yōu)化68-69
• 4.3 低溫條件增程式電動(dòng)車控制策略制定69-73
• 4.3.1 低溫條件增程式電動(dòng)車控制策略原則69-71
• 4.3.2 預(yù)熱增程CS模式控制策略設(shè)計(jì)71-73
• 4.4 本章小結(jié)73-74
• 第5章 電池組預(yù)熱仿真分析及控制策略優(yōu)化74-94
• 5.1 電池組預(yù)熱條件整車仿真分析74-79
• 5.1.1 環(huán)境溫度-20℃電池組預(yù)熱仿真分析74-76
• 5.1.2 環(huán)境溫度-10℃與 0℃電池組預(yù)熱仿真分析76-78
• 5.1.3 電池組預(yù)熱條件下整車能耗分析78-79
• 5.2 電池組有無(wú)預(yù)熱的整車能量對(duì)比分析79-83
• 5.3 考慮電池組充電限制低溫預(yù)熱控制策略優(yōu)化83-92
• 5.3.1 低溫條件制動(dòng)控制策略的改進(jìn)83-87
• 5.3.2 考慮充電限制的低溫預(yù)熱控制策略優(yōu)化87-92
• 5.4 本章小結(jié)92-94
• 第6章 總結(jié)與展望94-96
• 6.1 全文總結(jié)94-95
• 6.2 工作展望95-96
• 參考文獻(xiàn)96-102
• 致謝102

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