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混合动力城市客车复合储能系统建模与仿真研究

2020-12-06阅读(655)

混合动力城市客车复合储能系统建模与仿真研究

论文摘要

为了解决日益严重的能源短缺和环境污染问题,混合动力汽车目前已经成为最有潜力的车型。和传统内燃机汽车相比较,混合动力汽车的主要的特点就是利用能量储能装置,在不同的工作模式下配合内燃机输入或者输出功率,使得整车的能量利用率更高。电动汽车未能快速市场化的原因就是蓄电池技术未得到根本突破。已经开发或者正在开发的混合动力汽车大部分使用的储能系统为蓄电池,混合动力汽车也存在着同电动汽车一样的问题,只是没有它严重而已。因此蓄电池技术成为影响混合动力汽车发展的关键技术之一。蓄电池的不足之处是比功率小,因而影响车辆的动力性能。另外一方面,蓄电池在瞬间大电流的充放电的情况下,其循环使用寿命大大缩短。采用超级电容同蓄电池匹配成新的储能系统,能够减小由于蓄电池不足带来的影响。超级电容作为一种新兴的储能系统越来越显示出其在能量存储方面越来越重要的作用。超级电容的比功率大,内阻小,充放电效率高,循环次数多,可以在汽车加速或者制动时提供或接收大功率的电流。因此使用由超级电容和蓄电池组成的复合储能系统,可以充分挖掘他们的长处而忽略他们的不足。本文的研究对象为在厦门金龙旅游车有限公司生产的混合动力城市客车XML6112PHEV的基础上使用复合储能系统的车辆。在阅读大量相关文献的基础上,首先对混合动力汽车复合储能系统的发展现状进行了解。其次分别分析单个储能系统的工作特性以及复合储能系统的工作特性。接着在目前混合动力汽车控制策略的基础上,新增复合储能系统的控制策略,目的是为了最大限度的保护蓄电池。最后对混合动力城市客车动力系统部件进行参数设计,嵌入到仿真软件ADVISOR中进行仿真,仿真结果表明,超级电容使得蓄电池免于暴露在大电流的工况下,对蓄电池起到保护作用,延长了其使用寿命。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 混合动力电动汽车概述
  • 1.1.1 为什么要开发混合动力汽车
  • 1.1.2 什么是混合动力汽车
  • 1.1.3 混合动力电动汽车基本原理
  • 1.1.4 混合动力电动汽车特点
  • 1.1.5 混合动力技术在城市客车上的应用
  • 1.2 复合储能系统的优势
  • 1.3 超级电容复合储能系统的国内外应用
  • 1.4 本文的工作内容
  • 第2章 电动汽车储能系统特性分析
  • 2.1 电动汽车储能系统概述
  • 2.2 蓄电池储能系统分析
  • 2.2.1 蓄电池的分类
  • 2.2.2 蓄电池的性能参数
  • 2.2.3 蓄电池工作特性分析
  • 2.3 超级电容储能系统分析
  • 2.3.1 超级电容器储能原理
  • 2.3.2 超级电容主要参数
  • 2.3.3 超级电容的充放电特性
  • 2.3.4 超级电容的温度特性
  • 2.3.5 超级电容的循环寿命特性
  • 2.3.6 超级电容的串并联特性
  • 2.3.7 超级电容器组充放电效率的确定
  • 2.3.8 超级电容组的电压均衡措施
  • 2.4 复合储能系统结构与性能分析
  • 2.5 本章小结
  • 第3章 电动汽车储能系统的建模
  • 3.1 铅酸蓄电池模型的建立
  • 3.1.1 蓄电池荷电状态（SOC）数学模型的建立
  • 3.1.2 蓄电池内阻数学模型的建立
  • 3.1.3 蓄电池端电压数学模型的建立
  • 3.1.4 蓄电池充电数学模型的建立
  • 3.1.5 蓄电池效率特性数学模型的建立
  • 3.1.6 蓄电池通用的数学模型的建立
  • 3.2 超级电容器模型的建立
  • 3.3 DC/DC 模型的建立
  • 3.3.1 DC/DC 物理模型的建立
  • 3.3.2 DC/DC 数学模型的建立
  • 3.3.3 DC/DC 变换器SIMULINK 仿真模型的建立
  • 3.4 复合储能系统模型的建立
  • 3.4.1 复合储能系统物理模型的建立
  • 3.4.2 复合储能系统的SIMULINK 模型的建立
  • 3.5 本章小结
  • 第4章 电动汽车的计算机仿真环境
  • 4.1 仿真技术介绍
  • 4.2 汽车性能仿真
  • 4.3 电动汽车建模过程
  • 4.4 电动汽车仿真软件现状
  • 4.5 电动汽车仿真软件ADVISOR
  • 4.5.1 ADVISOR 的仿真过程
  • 4.5.2 ADVISOR 的系统结构
  • 4.6 本章小结
  • 第5章 复合储能系统控制策略研究
  • 5.1 控制策略分析
  • 5.1.1 控制策略简介
  • 5.1.2 电动助力控制策略
  • 5.1.3 实时控制策略
  • 5.1.4 模糊逻辑控制策略
  • 5.2 ADVISOR 控制模型
  • 5.3 复合储能系统控制策略
  • 5.4 复合储能系统控制策略在ADVISOR 中的嵌套
  • 5.5 本章小结
  • 第6章 混合动力城市客车参数设计与整车仿真研究
  • 6.1 复合储能式电动汽车参数设计
  • 6.1.1 整车结构
  • 6.1.2 混合动力城市客车发动机功率的确定
  • 6.1.3 混合动力城市客车电机参数的确定
  • 6.1.4 混合动力城市客车传动系参数的确定
  • 6.1.5 混合动力城市客车蓄电池参数的确定
  • 6.1.6 混合动力城市客车超级电容参数的确定
  • 6.1.7 循环工况的选择
  • 6.2 仿真结果分析
  • 6.3 本章小结
  • 第7章 全文总结
  • 参考文献
  • 致谢
  • 在学期间的研究成果

    • 相关论文文献

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