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基于电池管理的增程式电动自行车增程器控制策略研究
| 论文题名： | 基于电池管理的增程式电动自行车增程器控制策略研究 |
| 关键词： | 增程式电动自行车;蓄电池;荷电状态预测;卡尔曼滤波;增程器控制;续航里程 |
| 摘要： | 随着社会的高速发展，能源的供需平衡和环境污染的问题越来越严重，传统汽车节能减排的压力不断增加，而现阶段由于电池成本、能量密度、充电等问题的限制，纯电动车的发展受到了严重的限制。为了缓解节能减排的压力，在纯电动车上增加一套由“发动机+发电机”组成的增程器，能够有效的解决纯电动车的续航里程问题，同时也能够有效减少能源消耗和污染排放。因此，本文基于某品牌的增程式电动车，分析增程器的控制系统的整体功能、框架和各功能模块，设计控制器的硬件电路，同时建立蓄电池模型，利用卡尔曼滤波算法预测蓄电池SOC，并基于蓄电池SOC的预测，研究底层各功能模块的驱动算法和增程器的控制策略，并基于实车试验对油耗进行评价。 首先，基于某品牌增程式电动车，分析增程器的控制系统整体功能，设计控制系统硬件和软件的整体框架。根据整体功能和各功能模块的需求，对控制器的主控芯片进行选型，并设计最小系统板以及各功能模块的电路。 其次，建立蓄电池模型——改进Rint模型，对蓄电池做HPPC实验，辨识电池的各参数，包括电池开路电压与SOC的关系，电池内阻与电池电流和SOC的关系，电池充放电效率与电池电流的关系。为了消除安时积分法带来的累积误差，建立状态方程和观测方程，利用卡尔曼滤波算法预测蓄电池SOC，并通过稳态和瞬态的试验评价了算法精度。试验结果表明在稳态和瞬态放电情况下，蓄电池SOC预测偏差均小于10％，，能够满足蓄电池SOC预测要求，并为增程器控制策略提供基础。 最后，研究各功能模块的控制和滤波算法，包括ISG电机的双闭环控制算法、电压电流信号低通滤波和均值滤波算法以及步进电机驱动算法等等。基于各功能模块的算法，创新性的提出了基于蓄电池管理的增程器控制策略，确定蓄电池SOC值上限值和下限值，同时能够让蓄电池在充电过程中能够满足限压限流的充电策略，评价了在该控制策略下的油耗量。试验表明：该控制策略能够较好实现，蓄电池充电满足限流和限压的要求，同时油耗能够保持在较低的水平。 |
| 作者： | 范港 |
| 专业： | 动力工程 |
| 导师： | 吴锋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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