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纯电动汽车双能量源系统设计与仿真研究
| 论文题名： | 纯电动汽车双能量源系统设计与仿真研究 |
| 关键词： | 纯电动汽车;双能量源系统;模糊控制;超级电容;DC/DC变换器;Matlab仿真 |
| 摘要： | 电动汽车将是未来汽车发展的主导方向，我国也将电动汽车项目作为“十二五”及“863”项目重要内容。纯电动汽车具有高效、低噪声、零排放等显著优点，在环保和节能方面具有不可比拟的优势。迄今为止，徐驶里程不足仍是制约纯电动汽车商业化的瓶颈。为实现有限能量源的充分利用，提高驱动系统效率及再生制动回收是目前迫切需要解决的问题。在此背景下，本文以“纯电动汽车关键技术攻关及核心零部件产业化开发”项目为依托，在高效电驱动系统、再生制动能量回收、双能量源存储系统和优化控制策略等方面通过理论推导、仿真验证获得纯电动汽车的研制依据和试验数据，为高性能纯电动汽车的开发提供理论基础和工程经验。论文的研究工作及主要创新点包括: 1.根据超级电容加双向DC/DC功率变换器与锂离子动力电池组并联的结构，设计了双能量源系统主回路的电路拓扑结构，并对其工作状态进行了详细分析，以满足纯电动汽车对能量密度和功率密度的双重要求。在此基础上，根据整车的性能要求和配置情况，分别从能量和功率密度角度对双能量源系统的动力电池、超级电容单体串并联结构及各节容量进行了理论计算和匹配设计;利用扩展的ADVISOR仿真软件对双能量源的匹配参数进行仿真优化及结果校验，满足纯电动汽车对双能量源系统的要求。 2.根据纯电动汽车的不同工作状态，设计了双向DC/DC功率变换器模糊控制策略，在电动运行状态下以“稳压”为目标，实现超级电容和电池组的输出电压相匹配;在制动运行状态下以“稳流”为目标，实现对超级电容和电池组的横流充电;建立了电池、超级电容等各模块的Matlab仿真模型。 3.针对双能量源纯电动汽车的能量管控问题，提出了能量管理的模糊控制策略，并从整车经济性、动力性、能量源效率和制动能量回收效率四个角度进行仿真验证，仿真结果表明，模糊控制策略可以合理分配电池组和超级电容的输出功率，提高整车的动力性和经济性。 4.对ADVISOR仿真软件进行二次开发，获得了界面友好且适合双能量源电动汽车仿真平台，克服了ADVISOR软件不能对双能量源纯电动汽车进行性能仿真。结合典型循环工况，对双能量源纯电动汽车及其控制策略进行性能仿真，仿真结果表明双能量源纯电动的经济性和动力性都得到了提高。 |
| 作者： | 金小飞 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 赵韩 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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