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锂电池与超级电容电电混合动力系统能量管理与测试研究
| 论文题名： | 锂电池与超级电容电电混合动力系统能量管理与测试研究 |
| 关键词： | 电动汽车;混合动力系统;锂电池;超级电容;能量管理策略 |
| 摘要： | 电动汽车动力系统和电池技术不断取得重大进展，EV（纯电动汽车）、HEV（混合动力汽车）的设计水平及其性能已经不断接近于传统内燃机车辆，其中，EV、HEV动力系统能量源由单一电源逐渐发展为两个或者两个以上能量存储装置的组合，旨在提高电动汽车的动力系统性能，使电动汽车用户的出行更方便、更环保。因此，本文以动力锂电池为主能源、超级电容为辅助能源的动力系统为研究对象，开展了双能源电电混合动力系统结构及能量管理策略关键技术研究，主要研究内容如下： 系统分析了磷酸铁锂电池和超级电容器的电源特性，根据锂电池具有能量密度大、超级电容具有高功率密度的特点，剖析了典型混合动力系统拓扑结构，并在此基础上优化了双能源拓扑结构和设计了动力系统相关的关键技术参数。 基于ADVISOR（汽车仿真软件）平台对车辆模型进行了二次开发。重点建立了锂电池和超级电容电电混合动力系统模型，对电动汽车的混合动力系统结构进行了构架，设定与修改了动力系统各部件的关键技术参数，最终使锂电池与超级电容双能源混合动力系统的动力性能达到预定目标。 开展了对锂电池与超级电容电电混合动力系统的能量管理策略的研究与分析。在分析了常用的能量控制算法的基础上，提出了基于模糊PID控制的双能源能量管理策略，模糊PID控制器对传统PID的三个参数进行实时在线调节，使系统不仅具有较好的鲁棒性和抗干扰能力，还具有较高的控制精度与响应速度，最终目的是较好地实现了对双能源混合动力系统的功率匹配控制。 基于在环综合测试台架对电电混合动力系统实施了验证评估。具体操作是在UDDS工况（美国的城市驱动工况）下对锂电池与超级电容电电混合系统进行后向在环综合测试与分析，测试结果表明超级电容能满足瞬时动态负载的需求，锂电池组的充放电电流均限制在1C范围内，即能量管理系统EMS对双能源的输出功率实现了合理的配置，对锂电池组形成了保护作用。 综上所述，本文以锂电池与超级电容电电混合动力系统结构及能量管理策略为优化对象，提出了一种双能源混合的动力系统结构，并采用基于模糊PID控制的动力系统能量流管理策略，台架测试结果证明了该策略的有效性，为电电混合动力系统的设计与能量管理策略的研究提供了参考。 |
| 作者： | 郑悦 |
| 专业： | 电力电子与电力传动 |
| 导师： | 全书海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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