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考虑锂电池功耗的复合电源电动汽车能量管理策略研究
| 论文题名： | 考虑锂电池功耗的复合电源电动汽车能量管理策略研究 |
| 关键词： | 电动汽车;复合电源;锂电池;超级电容;能量管理 |
| 摘要： | 传统燃油汽车的尾气排放是大气主要污染源之一，纯电动汽车属于零排放清洁型汽车，因此发展纯电动汽车是解决机动车尾气污染问题的根本途径。动力电池是纯电动汽车的主要储能部件，但受限于其当前的技术水平，电动汽车的动力性能和续驶里程等性能指标尚不十分理想。而超级电容具有功率密度高、充放电速度快及循环寿命长等优势，将其与动力电池并联组合构成复合电源，可以优势互补以解决电动汽车的部分现存问题。在此基础上设计高效优化的能量管理策略，复合电源高效工作既满足车辆动力需求，同时降低锂电池工作负担及功率损耗，保障电动汽车的高效运行。 首先，设计特性实验探究锂电池和超级电容的电压特性、容量特性、老化特性及自放电特性等，并根据实验数据分别建立RC等效电路模型;本文以复合电源电动汽车为研究对象，结合车辆性能指标与功率需求配置电机、储能系统等参数，建立基于复合电源的电动汽车模型。 本文设计了考虑锂电池SOC、电池端电压及超级电容SOC等多因素的基于双模糊器的优化能量管理策略，并通过仿真实验分析该控制策略的可行性。模糊能量管理策略控制思路简单，实用性及可移植性好，因此被广泛使用。由于模糊控制规则依赖于工程经验的局限性，为了进一步优化能量管理，本文以降低动力电池的功率损耗和峰值功率为优化目标，设计了考虑电池功率损耗的二次型优化算法和基于庞特里亚金极小值定理的能量管理策略，并分别通过工况仿真实验验证了控制算法的有效性。在上述两种控制策略的基础上，基于庞特里亚金极小值理论的控制策略进一步考虑了超级电容的能量状态SOE，在线调整协态变量λ实时优化能量管理。在MTALAB/ADVISOR中建立基于复合电源的电动汽车整车模型，将不同控制策略下的优化结果进行对比分析，结果表明基于庞特里亚金极小值的控制策略可以有效降低动力锂电池工作的峰值功率、减少能量损耗及温升，保障电池的安全高效工作，对延长电池循环寿命有重要意义。 |
| 作者： | 孔卓 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 崔纳新 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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