【摘要】：隨著能源危機(jī)和環(huán)境污染的不斷加劇,具有綠色、環(huán)保、能源可持續(xù)等優(yōu)點(diǎn)的電動(dòng)汽車越來越受到各國(guó)政府及國(guó)際組織的關(guān)注。電池更換和電池直充是電動(dòng)汽車的兩種主要能源補(bǔ)給方式,其中電動(dòng)汽車換電站作為電池更換能源補(bǔ)給方式的主要體現(xiàn)形式,在減小對(duì)配電網(wǎng)不利影響、利用電網(wǎng)峰谷差獲取更高經(jīng)濟(jì)性、電池統(tǒng)一維護(hù)提高壽命等方面表現(xiàn)出了更為優(yōu)異的成績(jī)。但是,電動(dòng)汽車換電站的充電策略的缺失以及容量?jī)?yōu)化模型的不完善成為限制電動(dòng)汽車換電站發(fā)展的重要制約。因此,提出一種電動(dòng)汽車換電站的充電策略和容量?jī)?yōu)化模型是目前研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)方向。首先,本文對(duì)電動(dòng)汽車換電站領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析和總結(jié),尋找論文切入點(diǎn)及創(chuàng)新方向。其次,簡(jiǎn)要介紹了考慮電池有序換電的電動(dòng)汽車換電站布局結(jié)構(gòu)和基本運(yùn)行流程,并對(duì)動(dòng)力電池的充電模型進(jìn)行建模分析。再次,本文對(duì)制式電動(dòng)汽車和非制式電動(dòng)汽車的換電行為特性進(jìn)行了分析,并對(duì)不同類型電動(dòng)汽車的換電需求進(jìn)行定量分析,基于上述分析提出了一種考慮電池有序換電策略,通過算例驗(yàn)證本文提出的有序換電策略可有效減小備用電池?cái)?shù)目,提高電池電量利用率。最后,本文提出了一種考慮電池有序換電的電動(dòng)汽車換電站充電策略,針對(duì)不同情境,給出相應(yīng)充電策略;在此基礎(chǔ)上,構(gòu)建計(jì)及服務(wù)可用率的換電站容量?jī)?yōu)化模型。模型以電池儲(chǔ)備量和充電機(jī)數(shù)目為變量,換電站綜合收益最高為目標(biāo)函數(shù),利用粒子群算法求解尋優(yōu)。通過算例分析驗(yàn)證,本文提出電動(dòng)汽車換電站充電策略可有效減小電價(jià)高峰期充電負(fù)荷,增大電價(jià)低谷期充電負(fù)荷,提高電動(dòng)汽車換電站的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性;本文提出的容量?jī)?yōu)化模型可以在保證換電服務(wù)可用率的前提下確定換電站的最優(yōu)容量,有效平衡了換電可用率與換電站運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性之間的矛盾。對(duì)電動(dòng)汽車換電站的投資建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理具有一定的借鑒意義。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM910.6;U469.72;U491.8
【圖文】：

２．２電動(dòng)汽車換電站的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)逡逑典型電動(dòng)汽車換電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)［７］主要包括：配電室、調(diào)度控制室、電池維護(hù)逡逑區(qū)、電池充電區(qū)、電池更換區(qū)等部分組成。如圖２－１所示。逡逑車輛出站逡逑監(jiān)控室邋Ａ邐＾邐＾邐＾逡逑電邐，邐、邐電電逡逑池邐池邐池逡逑邐邋充邋？邐邋｜｜ｆ［邐、邐充邋維逡逑電邐ＩＩ邐電邋護(hù)逡逑配電室區(qū)＼邋Ｚ邐區(qū)邐區(qū)逡逑邐邐ＣｘＷｊ＾邐邐邋邐逡逑車輛進(jìn)站逡逑圖２－１電動(dòng)汽車換電站典型平面結(jié)構(gòu)圖逡逑各組成部分的作用簡(jiǎn)要介紹如下：逡逑配電室：換電站配電室主要包括兩部，一部分通過配電變壓器為充電機(jī)負(fù)荷逡逑９逡逑

逡逑調(diào)度控制室：用于調(diào)度電動(dòng)汽車、監(jiān)控電池狀態(tài)、控制電池充放電策略、調(diào)逡逑配各區(qū)域電池儲(chǔ)備及數(shù)量、執(zhí)行電網(wǎng)輔助服務(wù)調(diào)度命令。逡逑電池維護(hù)區(qū)：對(duì)故障電池進(jìn)行篩選檢測(cè)。若電池經(jīng)維護(hù)后可繼續(xù)使用，則將逡逑維修后電池送至充電區(qū)再次投入循環(huán)；若電池?zé)o法維護(hù)，則將廢舊電池做其他合逡逑適處理。逡逑電池充電區(qū)：對(duì)乏電電池進(jìn)行充電的場(chǎng)所。電池充電區(qū)將乏電電池進(jìn)行分類逡逑排序，利用充電機(jī)進(jìn)行充電。主要設(shè)備為充電機(jī)、充電平臺(tái)，以及與調(diào)度控制室逡逑之間的通訊系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。逡逑電池更換區(qū)：電動(dòng)汽車電池更換場(chǎng)所，車輛駛?cè)霌Q電區(qū)域后，由自動(dòng)換電機(jī)逡逑器人進(jìn)行檢測(cè)換電。逡逑結(jié)合本文需求對(duì)電動(dòng)汽車換電站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，增加電池有序換電檢逡逑測(cè)區(qū)、電池冷備用區(qū)、電池?zé)醾溆脜^(qū)。如圖２－２所示：逡逑車輛出站逡逑

圖２－３儲(chǔ)能裝置的控制框圖逡逑２．４鋰離子電池充電功率及充電時(shí)間建模逡逑６０｜邐｜邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ逡逑

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