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超级电容与锂电池混合动力系统能量控制研究及实现
| 论文题名： | 超级电容与锂电池混合动力系统能量控制研究及实现 |
| 关键词： | 电动汽车;超级电容;锂电池;混合动力系统;能量控制 |
| 摘要： | 能源与环保是当今世界的两大主题，汽车对这两大问题都有巨大影响，纯电驱动是下一代汽车技术发展的必由之路。将超级电容与锂电池组成混合电源驱动汽车，可以充分发挥超级电容器功率密度大、寿命长、充放电速度快，锂电池能量密度大等优点，但两个能量源间能量流的管理与控制还有待进一步优化。本文针对这个问题，基于自主研发的混合动力系统测试平台，开展对混合动力系统能量控制策略研究。主要内容如下： 分析了超级电容特性及电动汽车工况特性，对超级电容锂电池构成的混合动力系统拓扑结构进行了分析比较，确定使用超级电容通过DC/DC变换器与锂电池组并联结构。 基于已选择的混合动力系统结构，设计了混合动力系统测试平台，阐述了混合动力系统的工作原理以及如何通过控制DC/DC变换器的输出电流对能量源能量进行控制。研究了基于多目标动态规划的控制策略，在提高效率的同时有效保护了能量源，进一步优化能量控制效果。 设计了测试平台监控软件，提出了一种“四层结构/三级模式”软件体系结构，使用统一建模语言UML对系统进行需求分析、微观设计、宏观设计的表达，运用面向对象的思想对测试系统的关键部件进行属性和行为描述，采用C++语言，完成控制软件的设计。 将混合电源的控制策略进行修正后写入控制软件中，对测试平台进行试验，模拟汽车不同工况下的运行状态以及不同工作模式下的能量控制。分析了基于多目标动态规划控制策略的能量控制效果。结果表明，混合动力系统能量控制合理，始终工作在高效安全区域。 本文对超级电容锂电池混合电源的结构设计和控制策略进行了分析，设计出测试平台，进行了仿真及实验，并取得较为理想的结果，对混合电源的优化设计和实际应用具有一定的参考意义。 |
| 作者： | 林苗 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 陈启宏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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