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纯电动汽车复合电源能量控制策略研究
| 论文题名： | 纯电动汽车复合电源能量控制策略研究 |
| 关键词： | 纯电动汽车;复合电源;能量控制策略;模糊控制;SSA算法 |
| 摘要： | 近年随着传统燃油汽车保有量增加，全球化石能源消耗量和二氧化碳排放量逐年增长，纯电动汽车凭借其节能减排的优点，受到人们的广泛关注，市场规模日趋增大。但纯电动汽车单电源车载储能系统仍存在能量密度低、容量衰退快和低温性能差等缺点，而复合电源可通过合理的结构和高效的能量控制策略，将超级电容与动力电池进行最大程度的融合，提高车载能源的整体性能和使用寿命。因此本文设计一种串并联可调且工作电压为400～600V的新型高电压复合电源，并针对复合电源结构设计、仿真参数匹配、控制策略分析和模型仿真验证进行相关研究，包括以下内容： 首先，在综合分析被动式、动力电池主动式、超级电容主动式和全主动式复合电源结构优缺点后，选择超级电容主动式复合电源结构为基础，增加双触点理想开关和单向升压DC/DC转换器，设计新型复合电源结构，并阐述其5种不同工作模式，同时对动力电池、超级电容和DC/DC转换器特性进行分析。接着，为进行复合电源仿真验证，文中根据纯电动汽车最高车速、加速和爬坡性能要求匹配驱动电机参数；根据NEDC工况整车续驶里程要求和电机功率需求匹配电池组参数；根据UDDS工况单次最大制动回收能量匹配超级电容组参数。 然后，为合理分配超级电容和动力电池输出功率，设计逻辑门限控制与模糊控制混合的复合电源控制策略，同时分析整车逻辑控制规则，并依据经验设定模糊控制规则和隶属度函数。接着将模糊控制器隶属度函数参数进行编码，在整车模型仿真基础上，以动力电池单位里程能量损耗和峰值电流最小为优化目标，应用麻雀搜索算法(SparrowSearchAlgorithm,SSA)优化隶属度函数，并分析优化结果。 最后，对ADVISOR进行二次开发，建立动力电池、超级电容、DC/DC转换器和控制器的Matlab/Simulink模型，组成新型复合电源纯电动汽车模型，并进行仿真实验验证，结果表明：单工况下新型结构复合电源较传统结构复合电源和单一电源的能量损耗均有减少，并且经SSA算法优化后的新型结构复合电源较优化前损耗更少。另外，新型结构复合电源较传统结构复合电源在降低峰值电流方面表现更为良好，超级电容利用率和能量回收效率更高，行车续航能力更强。 |
| 作者： | 王志豪 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 田丽媛;赵沛时 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长春工业大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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