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纯电动车用双电池并联混合能源管理系统研究
| 论文题名： | 纯电动车用双电池并联混合能源管理系统研究 |
| 关键词： | 纯电动汽车;并联复合电源;能量管理策略;MATLAB仿真 |
| 摘要： | 随着环境污染和能源匮乏问题的日益突出,纯电动汽车凭借节能、低噪声、零排放等突出优点在最近几年得到了迅速发展。电动汽车与传统的燃油汽车的真正区别在于动力系统。电动汽车是用电力驱动车辆,由蓄电池供电,通过电动机及控制器将电能转化为机械能来驱动整车。在电动车的开发上,主要的关键技术包含电池模块、电机模块、控制器、以及轻量化车体。而其中,又以电池模块的开发最为关键,因为它直接影响电动车的性能、成本、以及安全。 作为电动汽车的动力源—蓄电池,是电动汽车的关键部件,决定着电动汽车的多方面性能。目前正在使用的蓄电池种类很多,如铅酸蓄电池、镍镉蓄电池、镍氢蓄电池等。其中铅酸蓄电池具有通用、技术成熟、廉价、比能量适中、高倍率放电性能好、高低温性能良好等优点,因而得到广泛的应用。锂电池为常见的电动车用动力电池,拥有较高的输出功率、较低的电容量特性,可满足车辆的动力需求,但无法满足车辆行驶里程要求;因锌空气燃料电池拥有较高的电容量特性,因此,可将这两种电池进行组合,从而提高车辆的行驶里程。本文选取锂离子电池与锌空气燃料电池构成并联电池复合能源模块。针对锂离子电池、锌空气燃料电池特性进行分析,使其在性能上进行优势互补,构建一个满足车辆动力性、经济性要求的“锌空气燃料电池+锂离子电池”并联复合能源模块。通过研究复合能源模块动力系统的各种拓扑结构,提出并设计了燃料电池与锂离子电池组并联直连的混合方案。 本研究主要以锂电池和锌空气燃料电池组合能源模块为对象,探讨其能量管理策略。组合能源模块采用并联方式,能量管理策略主要进行锂电池与锌空气燃料电池输出功率控制,保持锂电池与锌空气燃料电池在高效率区域内工作,减少整体的能量消耗。研究中,利用在线最优化法建立管理策略,使用MATLAB软件进行模拟,以验证在线最优化能量管理策略的有效性。模拟结果显示,在 ECE40行车模式下,以锌空气电池将锂电池回充至初始的SOC值后,使用在线最优化能量管理策略,锌空气燃料电池耗能为331.31wh。显示在线最优化能量管理策略,可以使能源模块获得较高的效率,有效地减少了能源消耗。 |
| 作者： | 潘伟轩 |
| 专业： | 仪器仪表工程 |
| 导师： | 李小亭 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河北大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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