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基于磁集成技术的混合储能系统在电动汽车中应用研究
| 论文题名： | 基于磁集成技术的混合储能系统在电动汽车中应用研究 |
| 关键词： | 混合储能系统;DC-DC变换器;磁集成技术;电动汽车;超级电容;蓄电池 |
| 摘要： | 随着高能量电池的发展，现今已经拥有如锂离子电池、燃料电池此类的高能量密度电池，最高能量密度可达300Wh/kg。将蓄电池组成电池组，可以带来储能容量的巨量提升，现今电动汽车的续航里程最高可达500公里，完全可以满足大部分人的日常使用。但与此同时，高续航里程带来的是成本高昂、充电时间慢、充电地点的限制，蓄电池的重量约占电动汽车重量的30％，使得电动汽车的其他部位的设计要尽量的减少体积和重量。同时蓄电池的化学特性限制了其放电速度，很大程度上影响了驾驶的流畅度。 针对电动汽车的上述问题，提出采用基于磁集成技术的混合储能系统，该储能系统采用电池组作为主要储能设备，超级电容为辅助设备，构成混合储能设备。兼配备磁集成结构的DC-DC变换器作为能量传输转换设备，磁集成技术减小了变换器内磁件的体积和重量，提高变换器传输效率，可以滤除输入和输出的电流纹波。结合两种技术，可以得到一个在储能容量、响应速度、重量和体积上都有较大提升的混合储能系统。 最后本文将所提出的混合储能系统应用到电动汽车中，通过Matlab仿真软件和advisor2002电动汽车分析软件进行仿真分析，验证所提出的混合储能系统可以很好的应对普通的驾驶周期，直流电机侧电压波动不超过3.3%，同时输出电流纹波系数小于1%。通过搭建小型的实验设备，在负载侧施加阶跃变化，来实际验证所提出的混合储能系统的稳压效果。通过实验对比分析，与传统的单一蓄电池储能系统和配备传统桥式可逆斩波变换器相比，提出的储能系统可以良好的应对负载的突然阶跃变化，同时保证电池组输出电流平缓，响应速度有很大提升。同时针对电动汽车与电网相连，提出利用电动汽车的大容量储能来平抑电网的频率偏移，并通过仿真分析验证可行性。随着未来储能技术的革新和能量管理控制系统的升级，储能系统将会越来越向体积小、重量轻、容量大、响应快的方向发展。 |
| 作者： | 孔祥霁 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 夏向阳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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