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  本文關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車復(fù)合電源能量管理策略研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《吉林大學(xué)》 2015年

電動(dòng)汽車復(fù)合電源能量管理策略研究

王同景  

【摘要】：電動(dòng)汽車的電源技術(shù)是決定電動(dòng)汽車整車性能的關(guān)鍵之一。現(xiàn)有動(dòng)力電池往往功率密度低、低溫性能差、循環(huán)壽命短，已經(jīng)成為了電動(dòng)汽車技術(shù)發(fā)展和市場化推廣的關(guān)鍵制約因素。超級電容作為一種新生電源，具有比功率大、效率高和壽命長等優(yōu)點(diǎn)，通過與電池的有效組合形成的復(fù)合電源構(gòu)成了與電池的優(yōu)勢互補(bǔ)，是解決電動(dòng)汽車由單一動(dòng)力電池驅(qū)動(dòng)帶來的動(dòng)力性不足和續(xù)駛里程較短問題的有效途徑之一。然而動(dòng)力電池和超級電容具有相當(dāng)不同的動(dòng)力學(xué)特性和工作模式。因此對兩個(gè)不同的能量存儲(chǔ)單元進(jìn)行有效的能量管理就顯得十分重要。 目前，電動(dòng)汽車復(fù)合電源的能量管理策略主要有邏輯門限控制、基于車速的功率分配控制和模糊邏輯控制等。邏輯門限控制有其簡單的優(yōu)勢，但由于不能適應(yīng)汽車行駛工況的變化，因此往往只對單一或功率平均值相近且速度變化較緩慢的工況有效；基于車速的功率分配控制方法考慮了速度的變化，但在伴有頻繁啟動(dòng)和加減速的工況中會(huì)導(dǎo)致動(dòng)力電池出現(xiàn)較大電流的放電；模糊控制與邏輯門限控制類似，規(guī)則比較固定，缺乏靈活性和適應(yīng)性。由此，上述控制方法雖然各有優(yōu)勢和特點(diǎn)，但均難以實(shí)現(xiàn)電池與超級電容之間功率分配的最優(yōu)化。 本文提出了一種改進(jìn)的動(dòng)力電池和超級電容功率分配的優(yōu)化控制方法。該方法以動(dòng)態(tài)規(guī)劃理論為基礎(chǔ)，以整個(gè)循環(huán)行駛工況中動(dòng)力電池的能量損失最少為成本函數(shù)，根據(jù)每一時(shí)刻動(dòng)力電池和超級電容的荷電狀態(tài)，通過控制動(dòng)力電池在每個(gè)時(shí)刻的輸出功率來實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池與超級電容之間功率的最優(yōu)分配。此外，為了改善復(fù)合電源控制效果，本文依據(jù)動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法的控制結(jié)果對邏輯門限控制進(jìn)行了優(yōu)化。 本文主要研究工作包括： 第一，復(fù)合電源特性分析。復(fù)合電源特性，特別是充放電特性是制定能量管理策略的基礎(chǔ)。本文首先根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)測試流程對鋰離子動(dòng)力電池和超級電容進(jìn)行了測試，并根據(jù)測試結(jié)果繪制了鋰離子動(dòng)力電池和超級電容的特性曲線，并據(jù)此對兩者的特性進(jìn)行了分析比較。此外，還對DC/DC的效率特性進(jìn)行了分析。 第二，復(fù)合電源建模與驗(yàn)證。一個(gè)高效精確的復(fù)合電源模型是制定能量管理策略的前提。本文首先確定了復(fù)合電源的結(jié)構(gòu)，也對動(dòng)力電池和超級電容的參數(shù)進(jìn)行了匹配。動(dòng)力電池模型選擇了PNGV模型，根據(jù)其建模原理及試驗(yàn)數(shù)據(jù)對模型參數(shù)進(jìn)行了辨識；超級電容模型選擇了RC模型，根據(jù)其建模原理及測試數(shù)據(jù)辨識模型參數(shù)；根據(jù)辨識的參數(shù)建立了動(dòng)力電池和超級電容模型，并分別對二者進(jìn)行了恒功率充放電和變功率充放電試驗(yàn)驗(yàn)證。驗(yàn)證結(jié)果顯示，所建模型可以比較準(zhǔn)確地模擬電池和超級電容的特性。之后又建立了DC/DC效率模型，并最終完成了復(fù)合電源的整體建模。 第三，復(fù)合電源能量管理策略的研究。本文設(shè)計(jì)了以整個(gè)循環(huán)行駛工況下動(dòng)力電池的能量損失最小為目標(biāo)，根據(jù)每個(gè)時(shí)刻動(dòng)力電池與超級電容的荷電狀態(tài)動(dòng)態(tài)規(guī)劃整個(gè)工況動(dòng)力電池的輸出功率以實(shí)現(xiàn)兩者間功率分配最佳的控制策略。通過該方法得出的仿真結(jié)果與邏輯門限控制和模糊控制結(jié)果對比可知：該策略明顯降低了動(dòng)力電池的輸出電流，使得動(dòng)力電池功率輸出比較平穩(wěn)，，提高了整車能量利用率，延長了汽車的續(xù)駛里程。此外，本文還依據(jù)動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法的控制結(jié)果對邏輯門限控制進(jìn)行了優(yōu)化。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U469.72
【目錄】：

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3 連鳳霞;基于路況信息的混合動(dòng)力汽車全局優(yōu)化能量管理策略[D];山東大學(xué);2013年

4 田甜;單軸并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車能量管理策略的研究[D];南京林業(yè)大學(xué);2011年

5 肖仁鑫;插電式混合動(dòng)力汽車能量管理優(yōu)化及輔助動(dòng)力單元控制研究[D];昆明理工大學(xué);2013年

6 周美;插電式混合動(dòng)力轎車能量管理策略研究與仿真分析[D];湖南大學(xué);2014年

7 鐘宛余;并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車能量管理策略優(yōu)化研究[D];廣西工學(xué)院;2012年

8 徐回;混聯(lián)式混合動(dòng)力叉車整車能量管理策略研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2014年

9 方園;混合動(dòng)力汽車能量容錯(cuò)管理策略研究[D];武漢科技大學(xué);2012年

10 陶欣;并聯(lián)混合動(dòng)力汽車能量管理策略研究[D];河南科技大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車復(fù)合電源能量管理策略研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：213352