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微型电动汽车复合电源能量控制策略研究
| 论文题名： | 微型电动汽车复合电源能量控制策略研究 |
| 关键词： | 微型电动汽车;复合电源能量控制策略;参数匹配 |
| 摘要： | 近年来，机动车保有量的增长加剧了环境污染和能源短缺的问题。在“双碳”背景下，低能耗、零排放的电动汽车是发展的重点。但目前电池技术仍存在瓶颈，单一蓄电池电动汽车无法同时兼顾汽车行驶时对能量密度和功率密度的双重需求，汽车动力性能和续航里程无法得到保障。对此，本文提出了引入高功率密度的超级电容作为辅助电源与高能量密度的蓄电池组成复合电源系统，制定基于滤波思想的逻辑门限控制策略与模糊控制策略来协调复合电源系统中两种储能元件之间功率合理分配的方法，从而提高复合电源系统能量利用率，达到延长电动汽车续航里程以及电池使用寿命的目的。 本文将磷酸铁锂电池和超级电容组成的复合电源系统电动汽车作为研究对象，对锂电池、超级电容以及双向DC/DC变换器工作特性进行分析。在此基础上，比对复合电源系统四种拓扑结构，选取超级电容主动受控的拓扑结构作为本文复合电源系统的构型。依据《新建纯电动乘用车企业管理规定》，对整车的基本参数和性能指标进行了设计。通过分析典型工况下的电机需求功率，对电动汽车的动力系统参数进行了匹配。为实现需求功率在蓄电池和超级电容之间的合理分配，根据复合电源系统的四种工作模式分别制定了基于滤波的逻辑门限控制控制策略与模糊控制策略。针对目前ADVISOR软件中不含有复合电源的问题，对ADVISOR软件进行了二次开发，建立了锂离子电池、超级电容、双向DC/DC以及驱动电机的仿真模型，按照选取的复合电源系统构型构建了整车的仿真模型。 对单一电源系统与复合电源系统分别在CLTC-P与WLTC工况下进行仿真分析，结果表明，所制定的复合电源系统能量控制策略均能达到本文设计的电动汽车动力性能指标，具有一定的可行性。相比于单一电源系统，复合电源系统由于加入了超级电容可以充分发挥“削峰填谷”的特点，避免电池受到大电流的冲击而使电池寿命缩短和温度急速升高，且使电动汽车能量利用率和续航里程都得到了提升。对比模糊控制策略与逻辑门限控制策略得出模糊控制策略鲁棒性更强，控制效果更好。 |
| 作者： | 刘梁挺 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 杨先军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 安徽理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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