混合动力汽车用复合电源参数匹配与控制策略研究

混合动力汽车用复合电源参数匹配与控制策略研究

张聪[1]2017年在《纯电动汽车用复合电源匹配与控制理论研究》文中指出环境保护和节能减排是当前社会面临的两大严峻考验。传统汽车消耗大量化石燃料并排出尾气是造成当前雾霾的重要原因之一。在交通领域推行新能源汽车,将有助于降低污染和能耗问题。电动汽车可以有效降低车辆行驶过程中的排放,尤其对于城市的未来健康发展,具有重要的积极作用。电动汽车的核心是车载电源,如何尽可能延长目前成本较高的电池的车载使用寿命,是电动汽车车载电源的研究热点。其中,车载复合电源是纯电动汽车车载电源发展的一个重要方向。从纯电动汽车的动力系统集成设计角度,本文针对纯电动汽车实际运行需要和电源系统在使用过程中存在的问题,引入复合电源系统并对其进行深入研究。本文重点针对纯电动汽车车载复合电源匹配理论和控制技术开展研究工作,在对复合电源的功能及其特点进行分析和总结的基础上,率先开展了复合电源系统参数匹配与优化算法设计,提出了基于车辆标准行驶工况和单一运行状态的CPE函数,其中,采用的标准行驶工况为城市工况(UDDS)和高速工况(HWFET),这两种工况可以代表绝大部分用户的日常行车特点;而单一运行状态是车辆的起步和加速过程,这两种运行状态是车辆运行时最常见的需要大功率驱动的行驶状态。通过数学计算,配置合适的功率容量和能量容量,进而实现对超级电容容量的配置。充分发挥复合电源中超级电容带电量少、带电功率大的优势,在高功率需求工况下通过让超级电容辅助放电来实现对电池寿命的保护。在复合电源的拓扑结构上,通过增加可控开关把复合电源分成七种工作模式,在仅使用单向DC/DC转换器的情况下实现了与采用双向DC/DC转换器的控制结构的相同功能。当车辆行驶在驱动状态下时,复合电源有四种工作模式:超级电容单独驱动电机,电池和超级电容共同驱动电机,电池单独驱动电机,电池同时给驱动电机和超级电容供电。制动时,复合电源有叁种工作模式:超级电容单独进行制动能量回收,电池单独进行制动能量回收,超级电容进行制动能量回收同时也接收电池的补电。本文的研究目标是让复合电源系统中的电池寿命尽可能延长,分析了电池在充放电过程中两个极板之间的电荷转移,阐述了电池的容量衰退原理,建立了电池容量衰退的数学模型,并归纳了影响电池寿命的因素,以经验公式为基准,总结了不同因素与电池容量衰退速率之间的关系。在完成了复合电源拓扑结构和参数匹配后,依据车辆在不同行驶工况下的放电特点,本文采用不同的控制优化理论对复合电源系统进行优化求解,包括:1)使用fmincon非线性求解器计算给定工况下的电池与超级电容之间功率分配的最优结果;2)使用动态规划理论求解车辆需求功率在电源部件之间的最佳分配,并将该结果与fmincon进行对比。使用动态规划原理进行功率分配优化,虽然无法在实时运行中使用,但是可以作为最优结果衡量不同控制方法下的实现效果;3)结合拓扑结构和参数匹配结果,以逻辑门限值控制方法为基础,使用自动寻优的方法,搜索在特定工况下的复合电源控制算法中的最优逻辑门限值,确定最优控制参数;通过对超级电容的实时SOC和电池放电功率阈值的预判,确定车辆在行驶时需求功率在超级电容与锂电池之间的分配策略。既要让超级电容在车辆需求功率较大时能够协助电池进行大倍率放电,又要确保超级电容在车辆需求功率较小时候能够快速恢复电量。4)把该方法扩展到不同的标准工况下。针对车辆在不同工况下运行时所对应的最优控制各有差异,本文针对叁种典型的标准行驶工况进行参数标定,确定各个工况下的最优参数值组合。引入工况辨识算法,通过对车辆的实时行驶状态进行分析,采用单位距离内的车辆起停次数、平均速度和速度方差叁个参数划分所属的行驶工况,并依此调用该工况下的功率分配控制参数。结果显示,引入基于工况辨识的自适应控制算法,复合电源在进行功率分配时,极大地减小了电池的容量衰退。基于锂电池单体、超级电容单体的物理特性,建立各个部件的数学模型。测试了电池单体、超级电容单体的充放电特性,并将结果应用在各电组件的建模之中。搭建联合仿真测试平台,通过仿真试验对复合电源系统的效果进行了验证。测试在一个随机工况下车辆运行时的工况辨识结果,并且以单一电池、超级电容无限大的理想情况下的电池容量衰退为基准,对比了采用多种不同控制策略的纯电动汽车整车控制优化结果,验证了自适应控制算法的有效性。本文研究内容为纯电动乘用车车载复合电源的匹配和控制提供了理论支持,有助于复合电源在纯电动汽车上的应用。

何正伟[2]2013年在《电动汽车用复合电源能量管理控制策略》文中提出发展新能源汽车是解决当下环境污染、石油资源枯竭的一个重要途径,电动汽车具有高效、节能、环保等显着优点,在节能环保方面具有不可比拟的优势。然而,由于目前动力电池技术尚未取得实质性突破,从而严重制约了电动汽车的发展。超级电容具有比功率大、能够迅速充放电、循环使用寿命长等优点,与动力电池组成复合电源,不仅能够解决电动汽车在行驶过程中大电流充、放电对电池的损害,而且在提高整车动力性能的同时,最大限度回收再生制动能量,从而可以达到延长动力电池使用寿命、提高电动汽车的动力性能和经济性能的目的。本文首先分析了电动汽车当前使用各种动力储能装置的性能特点,比较了各自的性能优势和不足,依据车载电源的性能需求,选取锂离子电池与超级电容组成复合电源;随后,对复合电源中锂离子电池、超级电容与双向DC/DC变换器的工作特性进行了分析研究;然后,对复合电源的结构进行分析设计,并在Matlab/Simulink环境下分别建立锂离子电池、超级电容和双向DC/DC变换器的等效模型,由复合电源的结构建立复合电源的仿真模型;其次,依据整车性能目标要求,对电动汽车复合电源进行参数匹配及优化;最后,对电动汽车复合电源能量管理控制策略进行了深入研究,并应用ADVISOR仿真平台对电动汽车复合电源的两种控制策略在不同的行驶工况下进行了仿真对比分析,验证控制策略的有效性和适应性。仿真结果表明,复合电源中超级电容充分发挥了为锂离子电池“削峰减谷”的作用,避免了锂离子电池大电流充放电,在保护锂离子电池的同时,有效的回收了再生制动能量;与单一电源相比,使用复合电源电动汽车在动力性能和经济性能等方面均有大幅提升。

于远彬[3]2004年在《混合动力汽车用复合电源参数匹配与控制策略研究》文中指出汽车工业所带来的能源短缺与环境污染问题越来越受到世界各国政府的重视。当前,许多政府、世界知名的汽车企业和科研机构纷纷研制开发低能耗、低排放,且能满足现代使用性能要求的新型汽车。混合动力汽车应运而生,由于它可以结合内燃机汽车和电动汽车的优点,达到低污染和低能耗的目的,成为当代国际电动汽车开发的热点和潮流之一。在过去的几年里,混合动力汽车技术有了很大的发展,但混合动力汽车对电源技术却提出了极高的要求,蓄电池由于低温工作性能差、循环寿命有限、大电流充放电困难等缺陷成为制约混合动力汽车发展的关键问题。超级电容是近年来发展起来的一种新型储能装置,具有功率密度高、寿命长、使用温度宽及充电迅速等优异特性,非常适用于车辆加速、刹车或爬坡时的高功率需求。 蓄电池和超级电容组成的复合电源可以把蓄电池的大能量密度和超级电容的高功率密度结合起来,超级电容来满足车辆峰值功率的需求,蓄电池则可在超级电容放电完后为其充电,达到减少蓄电池体积和延长蓄电池寿命的目的。本文在研究了蓄电池和超级电容的充放电特性及影响因素后,用蓄电池和超级电容组成了复合电源系统,设计了控制策略,并通过Matlab/Simulink对复合系统进行了建模和脉冲功率循环实验,验证了复合系统具有优良的脉冲充放电特性。把充分发挥超级电容“削峰填谷”的作用作为目的,依据整车性能要求制定了控制策略;依据混合动力整车对电源系统中功率和总能量需求,以及对电源系统重量、造价等的限制,对复合系统的参数进行了优化;本文选择并联轿车为基本车型,以Advisor软件为仿真平台,对整车进行了城市和高速循环仿真实验,通过与单纯蓄电池为电源的整车仿真结果对比,得出以下结论:复合系统可以在原来以纯电池为电源的混合动力车的基础上进一步提高整车的燃油经济性,其原因有两个,一是复合系统的整体效率高于原镍氢电池;二是采用复合系统的整车可以更大程度地回收整车运行期间的制动能量。但燃油经济性的提高很大程度上依赖于仿真工况的选择。通过计算分析,用相同数量但容量较小的电池组成的复合系统在造价方面可以节约一半以上。同时复合系统还可以有效地解决原电池系统的低温启动难和瞬间响应问题。文本在原混合动力系统研究的基础上,为蓄电池—超级电容组成的复合电源的匹配形式、参数设计以及评价指标还有复合系统的模型的建立奠定了基础,针对电源中超级电容器输出特性软的特点,研究了电容器输入输出电流的控制方法还有电容器控制器的开发,文中提到的原则、得出的结论和控制策略有待进一步深入的研究并结合实验来完善。

孙涛[4]2016年在《纯电动汽车复合电源再生制动与能量管理研究》文中研究说明在石油资源日益枯竭和环境污染加剧的大环境下,纯电动汽车凭借其效率高和污染小等优点,成为目前最具发展潜力的新能源汽车之一。在频繁加速和制动的城市工况下,纯电动汽车中的电机可以充分发挥再生制动功能,对制动能量进行回收再利用,提高运行效率,延长汽车续驶里程。单一铅酸蓄电池储能系统存在功率密度低的缺点,启动、加速和再生制动工况中很难满足电动汽车的大功率充放电需求,影响铅酸蓄电池使用寿命和效率。因此,需要增加一套功率密度更大的辅助储能装置来弥补单一铅酸蓄电池供电的不足。超级电容是一种功率密度高、充放电速度快以及使用寿命长的新型储能装置,与铅酸蓄电池组成复合电源储能装置可实现优势互补,显着改善电动汽车储能系统性能。本文对纯电动汽车再生制动系统及复合电源能量管理关键技术进行研究。首先,本文在分析铅酸蓄电池和超级电容工作特性的基础上,确定本文所用复合电源结构,并进行参数匹配。对永磁直流电机驱动下的再生制动系统进行理论分析,依据ECE制动法规和电机最大再生制动力,提出分段式前、后轮制动力分配方案,提高制动能量的回收效率;分别研究再生制动过程中铅酸蓄电池和超级电容充电回路控制方法,以保障制动能量回收的安全性和快速性。在MATLAB中建模仿真,分别验证制动力分配方案和充电控制方法的有效性。其次,对ADVISOR软件中汽车模型进行二次开发,包括中国典型城市工况的添加和车载复合电源模块的修改。针对频繁加减速工况下超级电容端电压降落较快的问题,在分析复合电源功率需求基础上,提出基于车速修正的模糊控制策略对复合电源能量进行分配。在ADVISOR中建模仿真,仿真结果表明车速修正模糊控制能更好地优化铅酸蓄电池充放电电流,延长铅酸蓄电池使用寿命。最后,搭建小功率复合电源能量管理实验系统,对系统硬件电路和软件进行设计和测试。对复合电源系统进行实验研究,实验结果验证了所选复合电源结构在脉冲负载下的实用性以及所提能量分配策略的优越性。

李晓楠[5]2017年在《混合动力汽车复合电源控制系统开发》文中研究说明混合动力汽车中传统动力电池由于受到循环寿命短、功率密度低等因素的影响使其发展受到严重的制约,研究发现蓄电池与超级电容组合而成的复合电源系统既弥补了传统电池充放电过程慢的缺点又弥补了超级电容比能量低的问题。本文对混合动力客车用复合电源进行了参数匹配并制定了相应的控制策略,基于TMS320F2812开发板对车辆各路信号采集系统和控制超级电容充放电系统进行了软硬件设计和硬件去干扰设计,最后搭建了复合电源系统实验平台对其进行验证。论文工作主要包含以下几个方面:通过对蓄电池-超级电容几种连接方式的优缺点进行对比,选定了适合本系统的组合方式。依据车辆行驶总功率的需求,对驱动电机的型号进行了选择,并对蓄电池和超级电容的参数进行了匹配,通过MATLAB搭建了复合电源等效模型仿真测试,验证了复合电源系统的高效性。基于TMS320F2812开发板完成了复合电源充放电系统的硬件与软件开发。并结合CCS3.3和LabVIEW软件平台实现了与上位机的实时通信与监测。完成制作了基于DSPF2812芯片的印制电路板(PCB)作为复合电源系统的主控制核心,并对PCB信号完整性进行了研究与分析。结合硬件抗干扰措施和优化布线思想对PCB进行了改进优化,提升了PCB本系统本身更的稳定性,同时增强了抗外界电磁干扰的能力。搭建了复合电源系统充放电控制实验平台,并完成了对车辆信号的采集和控制超级电容充放电过程测试,结合硬件去干扰前后实验结果对比,验证了抑制干扰方法的有效性。

孙静霞[6]2011年在《Plug-in HEV复合电源系统参数匹配及控制策略研究》文中研究指明作为一种节能环保的新式交通工具,混合动力汽车已成为各大汽车行业竞相开发研究的对象。为了提高混合动力汽车纯电动驱动的续驶里程,并改善只依靠发动机为动力电池充电的现状,目前对插电式混合动力汽车(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV)的研究已成为热点内容。Plug-in HEV可以在用电低谷期进行充电,以纯电动启动并行驶较长距离,当电池电量降到一定程度再以混合动力模式工作,将纯电动驱动和混合动力驱动相结合,减少HEV废气排放、提高燃油经济性,并延长纯电动续驶里程。目前由于受到电池因素的影响,使得混合动力汽车整车性能不佳。本文研究内容对混合动力汽车电源技术进行初步探索,为解决蓄电池在大电流情况下充不进放不出的问题,引进复合电源思想,将蓄电池的高比能量和超级电容的高比功率的优点结合到一起,组合成复合电源共同工作,降低单电池电源的制约性。文中分析复合电源每个组成部分的特性,根据Plug-in HEV特点选择电池、超级电容的类型;对复合电源每个组成部分建立模型,并对其模型参数进行辨识;依据部件特性和车载使用特点确定了复合电源的部件选型和布局形式;根据对电源的比功率和比能量要求,结合质量和价格的限制对复合电源进行参数匹配,以经济性为目标对复合电源的匹配参数进行了优化,并对优化结果进行了仿真分析,充分显示了复合电源的优势。为了提高整车效率,将复合电源应用到插电式混合动力汽车并充分发挥其优势,使发动机工作在一个较理想的范围内,针对插电式混合动力的工作模式和控制目标,制定相应的控制策略。当Plug-in HEV刚充满电以电量消耗模式行驶,主要以电机为主的复合电源工作,根据其工作特点制定复合电源放电控制策略和充电控制策略;当电量消耗到一定程度,切换到电量保持模式此时以发动机为主要动力源,为了提高发动机工作效率及保持SOC平衡,制定发动机最优区间模糊控制策略和SOC电量平衡控制策略。将建立的相关模型嵌入ADVISOR仿真软件进行仿真,通过仿真结果分析,针对插电式混合动力汽车制定的控制策略能够满足设计要求,并达到节能环保的效果,还证实了模糊逻辑控制的可行性与优越性,得出的相关结论可为进一步研究Plug-in HEV整体系统的控制策略提供参考。

陈仙宝[7]2016年在《微型电动汽车复合电源的设计开发与试验》文中指出汽车电动化是汽车节能环保发展的必然趋势,而针对我国交通运输体系而言,微型电动车的发展又具有非常特殊的现实意义。与普通电动汽车不同的是,微型电动汽车主要行驶在低速、但起步和加减速频繁、工况变化复杂的市内道路上。故微型电动车用复合电源的开发与普通电动车用复合电源有较大的差别,这种差别不仅体现在功率等级、电压电流等级、成本和体积等方面;还表现在对频繁加减速工况适应能力的需求不同,以及动态响应速度和效率方面。本论文根据微型电动车的使用要求和背景,确定了由铅酸蓄电池与超级电容相组合的复合电源结构形式。主要完成的研究如下:(1)基于道路循环工况对复合电源各部件的性能需求进行分析;改进了双向全桥DC-DC结构,在对其工作模式进行分析的同时,对各个参数进行了匹配计算。(2)在对现有功率分配控制策略分析的基础上,建立了基于车速的逻辑门限控制策略;(3)在Matlab/simulink环境下,建立了复合电源系统的仿真模型,通过仿真,对所设计的复合电源系统及部件进行了功能验证和设计可行性分析。仿真结果表明:所设计的复合电源系统具有较好的稳定输出电压和输出电流的能力;由于PID控制的存在,系统动态响应快,调节性好。(4)制作了双向DC-DC变换器模块的控制器实物,并完成了软件的编写与调试。(5)搭建了由铅酸电池组,超级电容组和双向DC-DC变换器所组成的复合电源系统;并对设计的复合电源系统分别进行了静态试验和动态联合试验。静态试验结果表明:所设计的双向DC-DC变换器模块不仅具有普通开关电源的稳压作用,还能根据要求实现稳流;且DC-DC变换器的效率在其工作功率不是过小的情况下保持在80%-90%。动态联合试验结果表明:所设计的复合电源系统能较好的实现功率分配,能充分发挥超级电容对蓄电池的“削峰填谷”作用;驱动工况时能避免蓄电池的大电流充放电,而且能保证蓄电池放电电流变化平缓,对蓄电池起到很好的保护;制动工况时,超级电容通过DC-DC变换器对电机的回馈制动效果明显。

曾梦远[8]2016年在《纯电动汽车用复合电源的建模与仿真研究》文中研究说明在各种类型电动汽车中,纯电动汽车由于具有零排放的优点,被多国政府列为重点发展的电动汽车车型。而目前动力蓄电池存在功率密度低、不适合大倍率电流充放电、循环使用寿命短等缺点,使得纯电动汽车动力性能不佳、使用成本较高。近些年得到快速发展的超级电容器储能技术,一方面,由于其具有充放电迅速、功率密度大、循环使用寿命长、效率高且能在较宽温度范围内工作的特性,正作为功率器件和储能器件被越来越多地被应用在电动汽车上;另一方面,低能量密度、高成本又使其尚无法完全取代动力蓄电池而单独作为电动汽车的动力电源。对此,本文将超级电容器与动力蓄电池组合成复合电源,以纯电动乘用车为对象车型,研究车用复合电源的参数匹配及其建模与仿真。首先,对电动汽车的发展概况做了阐述,并总结了车用复合电源的研究现状及存在的问题,确定本文以纯电动乘用车为对象车型进行复合电源研究。通过对动力蓄电池、超级电容器、双向DC/DC转换器各自特性的分析,以及复合电源特性与单一动力蓄电池电源特性的对比分析,探讨了超级电容器-动力蓄电池复合电源应用于电动汽车的优势。然后,以《新建纯电动乘用车企业管理规定》中对电动汽车提出的技术要求,重新匹配了某微型纯电动乘用车的动力传动系统,并建立了动力蓄电池、超级电容器、双向DC/DC转换器的仿真模型。根据设定的复合电源工作模式,选取模糊控制方法,建立了本文复合电源功率分配策略。最后,通过对电动汽车仿真软件ADVISOR进行二次开发,搭建了本文复合电源纯电动汽车的仿真平台,并对仿真结果进行了分析,得出:本文的复合电源纯电动汽车动力传动系统部件参数匹配具有一定合理性,能达到设定的车辆性能指标;所设计的复合电源功率分配策略能实现预期目标;在加入超级电容器后,动力蓄电池放电平稳,且制动能量基本由超级电容器回收,避免了放电、充电时大电流对动力蓄电池的冲击,从而有效改善了动力蓄电池的工作状态,有助于提升动力蓄电池的使用寿命。同时,针对目前复合电源研究中ADVISOR二次开发繁琐且工作量大的问题,本文总结了快速且准确完成ADVISOR二次开发工作的步骤和方法,为相关研究工作提供便利。

周放[9]2017年在《车载复合电源系统参数优化及能量管理策略研究》文中指出随着环境污染和能源危机问题越发严重,电动汽车得到了快速发展。锂离子电池的能量密度较高,且制备技术成熟,作为车载能源前景最被看好。然而,锂离子电池功率密度低、循环寿命短且充电电流小的缺陷限制了车辆性能的发挥,并带来一系列问题,如电池组老化过快、维护成本过高及制动能量回收率低等。复合电源技术将锂离子电池和超级电容混合在一起,组成电-电混动系统,共同为负载供电。超级电容也是电化学储能设备,具有功率密度高、循环寿命长和充放电电流大等优势,能够弥补锂离子电池的缺陷。两者组合后扬长避短,复合电源就能同时表现出高功率密度和高能量密度;超级电容以削峰填谷的方式辅助电池组供电,电池组寿命也能得到延长。本文以纯电动汽车复合电源系统为研究对象,以整车及复合电源性能最优为目标,从复合电源部件性能、拓扑结构、参数匹配优化和能量管理策略制定四个方面进行研究,主要内容如下:对锂离子电池和超级电容进行性能测试,从开路电压特性、容量特性、内阻特性和极化现象等方面进行分析,并用等效电路模型表示上述特性,对相关参数进行了拟合求解。对复合电源拓扑结构进行了对比分析,确定了目标车型复合电源的拓扑结构。在建立部件模型和确定拓扑结构的基础之上,提出了一种复合电源多目标参数匹配及能量管理联合优化方法。采用改进精英保留策略的NSGA-Ⅱ算法对复合电源进行参数匹配优化,优化目标为复合电源替换成本和经济性。改进的精英保留策略增加了NSGA-Ⅱ算法搜索的纵向多样性,避免了遗传早熟的现象。NSGA-Ⅱ算法实时调用复合电源仿真模型,并对复合电源参数和控制参数同时进行优化,得到优化目标的Pareto集以及对应的复合电源参数和控制策略。对比复合电源初始成本、日均成本和电池组寿命里程,对Pareto集进一步优选,得到复合电源最优参数和相应的控制参数。为了降低复合电源参数匹配计算负荷,并保证参数和控制策略能够全局最优,采用凸优化的方法求解复合电源参数匹配及能量管理联合优化问题。首先对电池模型线性化,然后引入新的优化变量,将参数匹配优化问题转化为凸优化问题进行求解。优化目标为复合电源成本和电池组容量衰减,同时得到复合电源参数和最优功率分配。凸优化大大缩短了匹配问题的计算负荷,并保证了结果的最优性。基于匹配结果,在Matlab/Simulink中建立了复合电源模型,并以电池电流和电流变化为控制目标,基于自适应预测控制算法设计了复合电源能量管理策略。能量管理策略包括控制模型矩阵在线计算与更新、基于时变卡尔曼滤波的模型状态估计和自适应模型预测控制优化求解叁个模块。与稳态卡尔曼滤波相比,时变卡尔曼滤波有更低的状态估计误差,与标准模型预测控制相比,自适应预测控制对非线性模型有更好的控制效果。与逻辑门限值控制策略在多个标准工况下的控制结果相比,自适应能量管理策略平均降低电池电荷流通10.6%,展现了AMPC的最优控制特性和对驾驶工况不确定的适应性。

王言子[10]2015年在《车用复合储能装置的设计与功率分配策略研究》文中研究表明目前使用在混合动力及纯电动等新能源车辆上的电储能装置主要由动力电池组成。但是,由于车辆在行驶过程中会需要大功率电能进行辅助驱动或制动时回收大功率电能,动力电池组经常受到冲击,使其寿命和效率产生影响。因此,学者提出了将具有高比功率的超级电容和高比能量的电池结合在一起使用的复合储能装置,以满足车辆对电储能装置的容量和功率的双重需求。本文主动并联结构的复合储能装置的参数匹配及功率分配策略进行研究,并在此基础上提出了一种新型复合储能装置结构及该结构的控制策略。本文首先对组成复合储能装置的主要元件的特性进行研究。搭建电池测试平台,通过对电池试验数据的辨识获得锂离子等效电路模型中各元件的参数。在MATLAB/Simulink软件中建立锂离子电池和超级电容单体的等效电路模型。对复合储能装置的执行机构——双向dc/dc变换器的工作原理进行了分析。提出复合储能装置的参数匹配优化方法,基于机电复合传动车辆在军用行驶工况下的电功率需求,以复合储能装置的质量、体积、损耗、容量和电池组的平均充放电倍率为优化目标,以电池组的并联单体数量和电池组的功率限值为优化变量,对主动并联结构的复合储能装置的参数进行优化计算,并在MATLAB/Simulink软件中建立复合储能装置的仿真模型。对主动并联结构的复合储能装置的功率分配策略进行研究。分别采用逻辑门限值及基于随机预测的模糊逻辑方法对复合储能装置的功率进行分配,并在MATLAB/Simulink软件中进行仿真验证。搭建主动并联结构的复合储能装置试验验证平台,两种功率分配策略的可行性得到验证。基于降低复合储能装置中双向dc/dc变换器的功率等级这一目标,本文设计了一种新型复合储能装置结构,并提出了该结构的控制策略。在复合储能装置的主动并联结构的基础上,增加两个电力电子开关器件及并联二极管,使得复合储能装置针对不同功率等级的负载需求时,工作在不同的模式下,达到降低流过双向dc/dc变换器峰值功率的目的。新型复合储能装置结构共有3个工作模式,针对每一工作模式设计一个控制策略,使得复合储能装置内部电功率得到合理的分配,并实现不同工作模式间的切换。在MATLAB/Simulink软件中建立新型符合储能装置结构的仿真模型,并搭建了新型复合储能装置的试验验证平台,新型复合储能装置的结构、工作模式间的切换及控制策略得到了验证。

参考文献:

[1]. 纯电动汽车用复合电源匹配与控制理论研究[D]. 张聪. 吉林大学. 2017

[2]. 电动汽车用复合电源能量管理控制策略[D]. 何正伟. 河南科技大学. 2013

[3]. 混合动力汽车用复合电源参数匹配与控制策略研究[D]. 于远彬. 吉林大学. 2004

[4]. 纯电动汽车复合电源再生制动与能量管理研究[D]. 孙涛. 江苏大学. 2016

[5]. 混合动力汽车复合电源控制系统开发[D]. 李晓楠. 石家庄铁道大学. 2017

[6]. Plug-in HEV复合电源系统参数匹配及控制策略研究[D]. 孙静霞. 山东理工大学. 2011

[7]. 微型电动汽车复合电源的设计开发与试验[D]. 陈仙宝. 重庆大学. 2016

[8]. 纯电动汽车用复合电源的建模与仿真研究[D]. 曾梦远. 辽宁工业大学. 2016

[9]. 车载复合电源系统参数优化及能量管理策略研究[D]. 周放. 吉林大学. 2017

[10]. 车用复合储能装置的设计与功率分配策略研究[D]. 王言子. 北京理工大学. 2015

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混合动力汽车用复合电源参数匹配与控制策略研究
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