基于ADVISOR二次開發(fā)的太陽能汽車能量管理策略研究

【摘要】：汽車需求量激增引起生態(tài)環(huán)境破壞和能源短缺問題，促使汽車行業(yè)鎖定低能耗和零排放的電動汽車發(fā)展方向。為此，本文針對汽車的能量管理策略問題，對蓄電池與超級電容構(gòu)成的復(fù)合電源和獨(dú)立動力源光伏系統(tǒng)組成的混合儲能系統(tǒng)進(jìn)行研究。 首先，為解決大電流對蓄電池的沖擊，在分析蓄電池、超級電容和光伏電池特性基礎(chǔ)上，利用超級電容大電流充放電性能，通過直流DC/DC變換器與蓄電池并聯(lián)建立復(fù)合能量源。車載太陽能系統(tǒng)作為獨(dú)立動力源和復(fù)合電源共同為電動汽車提供能量，即本文所設(shè)計(jì)混合儲能系統(tǒng)。 其次，為驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的混合儲能系統(tǒng)的優(yōu)越性，對ADVISOR系統(tǒng)僅能進(jìn)行單電源電動汽車仿真的缺陷，對其二次開發(fā)以適用混和儲能系統(tǒng)仿真。根據(jù)太陽能特性建立光伏仿真模型，在ADVISOR頂層模型中建立混合儲能結(jié)構(gòu)，并根據(jù)DC/DC的工作原理建立等效仿真模型。由于新增超級電容和光伏系統(tǒng)需要重新建立功率總線模型來實(shí)現(xiàn)功率在光伏系統(tǒng)、蓄電池和超級電容的傳遞。 再次，根據(jù)混合電源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對車載光伏系統(tǒng)采用最大功率跟蹤控制實(shí)現(xiàn)產(chǎn)電量最大；針對復(fù)合電源能量的控制目標(biāo)，設(shè)計(jì)了雙模糊控制能量管理策略，同時(shí)改進(jìn)了目前常用的邏輯門限控制策略。 最后，在三種不同行駛工況下對比單一電源和采用雙模糊控制策略的復(fù)合能量源對蓄電池電流的控制效果，結(jié)果表明超級電容的加入實(shí)現(xiàn)了蓄電池平緩工作的目標(biāo)。同時(shí)對比雙模糊控制與邏輯門限策略在對蓄電池電流控制效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明在大電流需求時(shí)，雙模糊控制策略更能抑制蓄電池大電流工作，表現(xiàn)出好的魯棒性。又比較了電動汽車的經(jīng)濟(jì)性能，采用雙模糊控制策略的復(fù)合能量源等效燃油消耗最少，光伏系統(tǒng)發(fā)電量越大，等效燃油經(jīng)濟(jì)性越好。因此太陽能汽車的混合儲能系統(tǒng)的電源結(jié)構(gòu)在最大功率跟蹤控制和雙模糊控制策略下，能實(shí)現(xiàn)對蓄電池大充放電流的抑制，延長蓄電池使用壽命和增加續(xù)航里程，同時(shí)實(shí)現(xiàn)等效燃油消耗小的經(jīng)濟(jì)性。 【關(guān)鍵詞】：混合儲能 ADVISOR二次開發(fā) 最大功率跟蹤 能量管理策略 仿真
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U469.7
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題背景10
• 1.2 電動汽車的研究發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.3 電動汽車的能量管理策略研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3.1 國外能量管理策略研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3.2 國內(nèi)能量管理策略研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 課題意義13-14
• 1.5 論文的主要研究內(nèi)容與工作14-16
• 第2章 電動汽車混和儲能系統(tǒng)設(shè)計(jì)16-28
• 2.1 蓄電池特性分析16-19
• 2.1.1 蓄電池的充放電特性16-17
• 2.1.2 蓄電池的容量特性17-18
• 2.1.3 蓄電池的溫度特性18-19
• 2.2 超級電容特性分析19-22
• 2.2.1 超級電容的充放電特性19-21
• 2.2.2 超級電容的內(nèi)阻特性21-22
• 2.2.3 超級電容的循環(huán)壽命特性22
• 2.3 太陽能電池特性分析22-24
• 2.3.1 太陽能電池構(gòu)成與工作原理22-23
• 2.3.2 太陽能電池的輸出特性23-24
• 2.4 混合儲能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)24-27
• 2.4.1 復(fù)合儲能結(jié)構(gòu)分析25-26
• 2.4.2 車載太陽能系統(tǒng)工作模式26
• 2.4.3 混和儲能結(jié)構(gòu)及其工作模式26-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第3章 基于 ADVISOR 混合能量源整車模型的二次開發(fā)28-44
• 3.1 電動汽車仿真軟件 ADVISOR 仿真原理分析28-30
• 3.1.1 ADVISOR 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行原理28-29
• 3.1.2 ADVISOR 仿真方法及特點(diǎn)29-30
• 3.2 ADVISOR 仿真軟件的二次開發(fā)30-34
• 3.2.1 ADVISOR 輸入文件二次開發(fā)30-31
• 3.2.2 ADVISOR 界面二次開發(fā)31-33
• 3.2.3 ADVISOR 頂層模型開發(fā)33-34
• 3.3 混合電源模型的建立34-41
• 3.3.1 蓄電池模型34-37
• 3.3.2 超級電容模型37-38
• 3.3.3 車載太陽能電池模型38-41
• 3.4 DC/DC 模型的建立41-43
• 3.5 功率總線的設(shè)計(jì)43
• 3.6 本章小結(jié)43-44
• 第4章 混合儲能系統(tǒng)能量管理策略研究44-61
• 4.1 車載太陽能最大功率跟蹤策略44-51
• 4.1.1 最大功率跟蹤策略44-45
• 4.1.2 最大功率點(diǎn)跟蹤常用算法45-46
• 4.1.3 權(quán)位斜率法設(shè)計(jì)46-49
• 4.1.4 權(quán)位斜率法設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)及仿真49-51
• 4.2 改進(jìn)的復(fù)合電源邏輯門限控制策略51-54
• 4.2.1 改進(jìn)的邏輯門限控制策略制定理論依據(jù)51-53
• 4.2.2 建立邏輯門限控制策略模型53-54
• 4.3 復(fù)合電源雙模糊控制策略54-60
• 4.3.1 雙模糊控制策略制定的理論分析55
• 4.3.2 復(fù)合電源雙模糊控制器的設(shè)計(jì)55-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 第5章 仿真參數(shù)設(shè)定和仿真結(jié)果分析61-69
• 5.1 仿真參數(shù)設(shè)定61
• 5.2 仿真結(jié)果分析61-68
• 5.2.1 單一電源與雙模糊控制策略下復(fù)合能量源仿真結(jié)果對比61-66
• 5.2.2 雙模糊控制與邏輯門限控制仿真結(jié)果對比66-67
• 5.2.3 經(jīng)濟(jì)性能分析67-68
• 5.3 本章小結(jié)68-69
• 第6章 總結(jié)與展望69-71
• 6.1 總結(jié)69-70
• 6.2 展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 在學(xué)研究成果75-76
• 致謝76

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