純電動汽車用復(fù)合電源的建模與仿真研究

【摘要】：在各種類型電動汽車中,純電動汽車由于具有零排放的優(yōu)點,被多國政府列為重點發(fā)展的電動汽車車型。而目前動力蓄電池存在功率密度低、不適合大倍率電流充放電、循環(huán)使用壽命短等缺點,使得純電動汽車動力性能不佳、使用成本較高。近些年得到快速發(fā)展的超級電容器儲能技術(shù),一方面,由于其具有充放電迅速、功率密度大、循環(huán)使用壽命長、效率高且能在較寬溫度范圍內(nèi)工作的特性,正作為功率器件和儲能器件被越來越多地被應(yīng)用在電動汽車上;另一方面,低能量密度、高成本又使其尚無法完全取代動力蓄電池而單獨作為電動汽車的動力電源。對此,本文將超級電容器與動力蓄電池組合成復(fù)合電源,以純電動乘用車為對象車型,研究車用復(fù)合電源的參數(shù)匹配及其建模與仿真。首先,對電動汽車的發(fā)展概況做了闡述,并總結(jié)了車用復(fù)合電源的研究現(xiàn)狀及存在的問題,確定本文以純電動乘用車為對象車型進行復(fù)合電源研究。通過對動力蓄電池、超級電容器、雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器各自特性的分析,以及復(fù)合電源特性與單一動力蓄電池電源特性的對比分析,探討了超級電容器-動力蓄電池復(fù)合電源應(yīng)用于電動汽車的優(yōu)勢。然后,以《新建純電動乘用車企業(yè)管理規(guī)定》中對電動汽車提出的技術(shù)要求,重新匹配了某微型純電動乘用車的動力傳動系統(tǒng),并建立了動力蓄電池、超級電容器、雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器的仿真模型。根據(jù)設(shè)定的復(fù)合電源工作模式,選取模糊控制方法,建立了本文復(fù)合電源功率分配策略。最后,通過對電動汽車仿真軟件ADVISOR進行二次開發(fā),搭建了本文復(fù)合電源純電動汽車的仿真平臺,并對仿真結(jié)果進行了分析,得出:本文的復(fù)合電源純電動汽車動力傳動系統(tǒng)部件參數(shù)匹配具有一定合理性,能達到設(shè)定的車輛性能指標;所設(shè)計的復(fù)合電源功率分配策略能實現(xiàn)預(yù)期目標;在加入超級電容器后,動力蓄電池放電平穩(wěn),且制動能量基本由超級電容器回收,避免了放電、充電時大電流對動力蓄電池的沖擊,從而有效改善了動力蓄電池的工作狀態(tài),有助于提升動力蓄電池的使用壽命。同時,針對目前復(fù)合電源研究中ADVISOR二次開發(fā)繁瑣且工作量大的問題,本文總結(jié)了快速且準確完成ADVISOR二次開發(fā)工作的步驟和方法,為相關(guān)研究工作提供便利。 【關(guān)鍵詞】：純電動汽車 超級電容器 復(fù)合電源 參數(shù)匹配 ADVISOR二次開發(fā) 建模與仿真
【學位授予單位】：遼寧工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U469.72
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-17
• 1.1 電動汽車發(fā)展概況10-14
• 1.2 車用復(fù)合電源研究進展14-15
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容15-17
• 2 復(fù)合電源特性分析與結(jié)構(gòu)選型17-30
• 2.1 電動汽車用動力電源的特性要求17-18
• 2.2 動力蓄電池的特性分析18-21
• 2.3 超級電容器的特性分析21-24
• 2.4 雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器特性分析24-25
• 2.5 復(fù)合電源特性分析25-28
• 2.6 復(fù)合電源結(jié)構(gòu)選型28-29
• 2.7 本章小結(jié)29-30
• 3 復(fù)合電源純電動汽車動力系統(tǒng)部件參數(shù)匹配30-40
• 3.1 整車基本參數(shù)與性能指標30-31
• 3.2 驅(qū)動電機參數(shù)匹配31-34
• 3.2.1 最高轉(zhuǎn)速n_max和基速n_b31-32
• 3.2.2 峰值功率P_max、峰值扭矩T_max32-33
• 3.2.3 額定功率P_r、額定扭矩T_r33-34
• 3.3 復(fù)合電源參數(shù)匹配34-39
• 3.3.1 動力蓄電池參數(shù)匹配34-38
• 3.3.2 超級電容器參數(shù)匹配38-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 4 復(fù)合電源系統(tǒng)建模40-55
• 4.1 動力蓄電池模型40-42
• 4.2 超級電容器模型42-45
• 4.3 DC/DC模型45-46
• 4.4 復(fù)合電源控制策略46-54
• 4.4.1 復(fù)合電源工作模式46-48
• 4.4.2 復(fù)合電源控制策略設(shè)計48-54
• 4.5 本章小結(jié)54-55
• 5 ADVISOR的二次開發(fā)及仿真結(jié)果分析55-65
• 5.1 電動汽車仿真軟件ADVISOR的二次開發(fā)55-59
• 5.1.1 高版本MATLAB軟件與ADVISOR2002兼容問題55-56
• 5.1.2 建立復(fù)合電源純電動汽車頂層模型56-57
• 5.1.3 修改并加載相關(guān).m文件及.mdl文件57-59
• 5.1.4 ADVISOR二次開發(fā)總結(jié)59
• 5.2 仿真及結(jié)果分析59-64
• 5.3 本章小結(jié)64-65
• 6 總結(jié)與展望65-67
• 6.1 全文總結(jié)65
• 6.2 研究展望65-67
• 參考文獻67-69
• 攻讀碩士期間發(fā)表學術(shù)論文情況69-70
• 致謝70

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