由于能源危機與環(huán)境污染的日益加劇,新能源汽車逐漸成為全球節(jié)能減排科技創(chuàng)新中至關重要的技術變革之一。其中,混合動力汽車不僅顯著提高了燃油經(jīng)濟性和污染物排放水平,同時不存在充電基礎設施建設,昂貴的車載電源購置成本以及大量報廢二次電池污染等問題。利用車載電源作為混合動力系統(tǒng)的能量存儲與轉化載體,實現(xiàn)對隨機變化的需求功率進行削峰填谷,使發(fā)動機工作于高效區(qū)間,達到提高燃油經(jīng)濟性等優(yōu)化目標。作為混合動力系統(tǒng)的核心動力部件之一,車載電源的性能直接影響著整車動力性與經(jīng)濟性等關鍵性能指標。目前廣泛應用于混合動力系統(tǒng)車載電源的儲能設備主要包括鎳氫電池和鋰離子電池等。但在現(xiàn)有儲能技術下,這些電化學電池在提供峰值功率需求的同時,難以保證較高的充放電效率與較長的循環(huán)使用壽命。相比而言,擁有高比功率、良好溫度特性、以及超長循環(huán)壽命的超級電容具有巨大潛能。綜上分析,本文以并聯(lián)式混合動力汽車為研究對象,應用超級電容作為混合動力系統(tǒng)的大功率儲能載體。針對車用超級電容性能表征測試方法、數(shù)學模型構建、SOC狀態(tài)估計以及混合動力汽車能量管理策略等問題開展了深入研究,旨在保證超級電容混合動力系統(tǒng)安全可靠運行基礎上,實現(xiàn)最佳燃油...

【文章頁數(shù)】：187 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 新能源汽車車載電源發(fā)展現(xiàn)狀
    1.2 超級電容分類及作為車載電源的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 超級電容分類及儲能機理
        1.2.2 超級電容作為車載電源的應用
    1.3 與本課題相關的國內外研究現(xiàn)狀與發(fā)展綜述
        1.3.1 高性能超級電容存儲能力發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.2 車用超級電容在線測試技術發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.3 超級電容建模與參數(shù)辨識發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.4 超級電容SOC估計方法發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.5 混合動力汽車能量管理策略發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 超級電容作為車載電源的難點和不足
        1.4.1 車用超級電容性能測試方法的難點和不足
        1.4.2 超級電容建模與參數(shù)辨識的難點和不足
        1.4.3 超級電容SOC估計的難點和不足
        1.4.4 混合動力汽車能量管理策略的難點和不足
    1.5 本論文的主要研究內容
第2章 車用超級電容性能測試方法研究
    2.1 車用超級電容在線測試平臺設計
    2.2 車用超級電容測試程序
        2.2.1 碳基超級電容性能測試
        2.2.2 贗電容/混合型超級電容性能測試
    2.3 本章小結
第3章 超級電容建模與參數(shù)辨識
    3.1 分數(shù)階微積分定義及相關理論分析
    3.2 超級電容分數(shù)階模型
    3.3 超級電容分數(shù)階模型參數(shù)辨識
        3.3.1 搜尋者優(yōu)化算法
        3.3.2 Nelder-Mead單純形法
        3.3.3 混合進化優(yōu)化方法
    3.4 動態(tài)工況下的模型效果驗證
    3.5 本章小結
第4章 基于模型控制器融合的超級電容SOC估計方法
    4.1 H∞觀測器理論基礎
    4.2 基于模型控制器融合的SOC狀態(tài)估計
    4.3 SOC狀態(tài)觀測器效果驗證
    4.4 本章小結
第5章 超級電容車載電源參數(shù)優(yōu)化設計
    5.1 混合動力汽車對車載電源的性能需求
    5.2 基于目標循環(huán)工況的數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析
        5.2.1 目標循環(huán)工況的數(shù)據(jù)采集
        5.2.2 目標循環(huán)工況的運動學特征分析
    5.3 超級電容參數(shù)優(yōu)化設計
        5.3.1 混合動力汽車車載電源性能對比分析
        5.3.2 基于性能指標的超級電容車載電源參數(shù)優(yōu)化設計
    5.4 本章小結
第6章 超級電容混合動力汽車控制策略研究
    6.1 基于ECMS實時能量管理策略研究
        6.1.1 混合動力系統(tǒng)的優(yōu)化控制問題模型
        6.1.2 基于ECMS的實時優(yōu)化控制策略
        6.1.3 漢密爾頓函數(shù)最小化求解過程
    6.2 基于遺傳算法優(yōu)化的AECMS油電等效因子
        6.2.1 遺傳算法求解油電等效因子
        6.2.2 行駛工況運動學聚類分析
        6.2.3 基于行駛工況特征的油電等效因子MAP建立
    6.3 實時能量管理控制策略仿真
        6.3.1 動力系統(tǒng)及控制策略仿真建模
        6.3.2 典型循環(huán)工況下的控制策略驗證
    6.4 本章小節(jié)
第7章 快速控制原型開發(fā)與實車轉鼓試驗
    7.1 超級電容混合動力汽車集成優(yōu)化設計
        7.1.1 超級電容混合動力汽車對車載電源性能需求
        7.1.2 超級電容車載電源集成優(yōu)化設計
    7.2 混合動力車用超級電容基本性能測試
    7.3 快速控制原型開發(fā)與實車試驗
        7.3.1 快速控制原型系統(tǒng)
        7.3.2 超級電容混合動力汽車實車轉鼓試驗
    7.4 本章小結
第8章 總結與展望
    8.1 論文總結
    8.2 論文主要創(chuàng)新點
    8.3 研究展望
參考文獻
攻讀博士學位期間發(fā)表的論文及科研成果
致謝



本文編號：3781778