原文传递
车载飞轮电池充放电控制的研究与优化
| 论文题名： | 车载飞轮电池充放电控制的研究与优化 |
| 关键词： | 飞轮电池;电动汽车;充放电控制;RBF神经网络;仿真分析 |
| 摘要： | 飞轮电池是一种机械储能电池，具有储能密度大、瞬时功率大、响应速度快、使用周期长、绿色无污染等优点，因其核心技术的发展目前已经成功应用到了很多领域中。本课题将飞轮电池应用于电动汽车中作为其辅助动力源，主要作用有两方面，其一是为汽车在增速或行驶在斜坡上时提供短时的功率，有效的改善车辆的动力性能，其二是当汽车减速、制动时回收制动能量，大大提高能量的利用效率。能量转换系统是飞轮电池完成电能与机械能相互转换的核心环节，对其进行优良控制是飞轮电池发挥良好性能的关键。因此，本课题围绕飞轮电池能量转换过程中控制方法展开相关研究，主要工作及研究成果如下： 首先，根据车载飞轮电池的储能需求及其特点对飞轮电池的关键部件进行方案选择与设计，包括转子方案的选择和尺寸的优化设计、支撑系统和拓扑结构的确定、保护罩的方案选择、集成电机的选型、电力电子方案设计等，为其充、放电控制系统的研究奠定基础。 其次，基于车载飞轮电池充放电的控制目标对其控制策略进行了研究，最终将飞轮电池充电过程、放电过程的控制策略分别制定为：充电时，控制系统采用矢量控制与空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术，同时为了使系统有更高的稳定性和更快反应性，搭建了转速外环、电流内环双重闭环反馈控制。放电时，电压外环、电流内环的双闭环反馈系统来调控PWM信号的占空比值，实现对Cuk斩波电路的控制，进而使飞轮储能输出恒定电压的电能。 再次，针对飞轮电池充电过程在传统PI控制下动态响应速度慢、脉动大等缺点，提出用RBF神经网络对其进行优化控制，并对RBF算法进行了改进，在此基础上设计了一种应用在车载飞轮电池充电控制系统转速环的RBF-PID控制器，并完成了控制算法验证。 最后在Matlab/Simulink平台上分别搭载了飞轮储能充电控制和放电控制的仿真模型。仿真结果证明了设计的车用飞轮储能控制系统具有控制精度高、动态响应性能好、鲁棒性强。 |
| 作者： | 李英帅 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 尹常永;栗云鹏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 沈阳工程学院 |
| 学位年度： | 2021 |
检索历史
应用推荐
