電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行/制動(dòng)能量回收與光儲(chǔ)充電站的設(shè)計(jì)與研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-08 12:40
電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行過(guò)程中使用更清潔的電能提供動(dòng)力,不產(chǎn)生汽車(chē)尾氣且行駛過(guò)程噪音低,已經(jīng)逐漸成為了我國(guó)能源發(fā)展的重心之一。盡管電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展取得了一定程度上的進(jìn)步,但是還有兩個(gè)有待解決的問(wèn)題阻礙其進(jìn)一步發(fā)展:1)行駛里程無(wú)法滿足出行要求;2)電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)建設(shè)不健全,且將充電負(fù)載完全接到電網(wǎng)中,勢(shì)必會(huì)對(duì)電網(wǎng)電壓穩(wěn)定造成不良后果。制動(dòng)能量回收技術(shù)是提高電動(dòng)汽車(chē)行駛里程的重要手段。在電動(dòng)汽車(chē)制動(dòng)過(guò)程中由于電機(jī)的可逆作用會(huì)產(chǎn)生電能,如果能將這部分電能重新利用在車(chē)輛行駛中,車(chē)輛的行駛里程就會(huì)得到大幅度提升。而分布式光伏微電網(wǎng)技術(shù)是解決充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),以及電動(dòng)汽車(chē)接入電網(wǎng)所帶來(lái)問(wèn)題的有效手段。本文主要針對(duì)上述兩部分內(nèi)容展開(kāi)研究工作,具體研究?jī)?nèi)容如下:本文選擇應(yīng)用較廣泛的電動(dòng)公交車(chē)作為研究目標(biāo),提出了兩種不同類(lèi)型超級(jí)電容相結(jié)合的儲(chǔ)能系統(tǒng),應(yīng)用于電動(dòng)公交車(chē)的運(yùn)行與制動(dòng)能量回收。并搭建車(chē)輛運(yùn)行與制動(dòng)能量回收實(shí)驗(yàn)平臺(tái),重點(diǎn)研究不同負(fù)載運(yùn)行時(shí),超級(jí)電容的輸出電壓與消耗能量等關(guān)鍵參數(shù);針對(duì)電動(dòng)公交的不同制動(dòng)工況,重點(diǎn)研究不同制動(dòng)時(shí)間對(duì)車(chē)輛制動(dòng)能量回收效率的影響。最后,關(guān)注了超級(jí)電容電動(dòng)公交在連續(xù)運(yùn)行工況下的功率...
【文章來(lái)源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:72 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文緒論81.3電動(dòng)汽車(chē)制動(dòng)能量回收分析為了降低石油等化石燃料的消耗以及解決環(huán)境污染問(wèn)題,我國(guó)正在努力擴(kuò)大電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)規(guī)模。目前應(yīng)用比較廣泛的電動(dòng)汽車(chē)類(lèi)型主要是純電動(dòng)與混合動(dòng)力。混合動(dòng)力汽車(chē)相較于傳統(tǒng)燃油汽車(chē),污染物排放更少,更環(huán)保。但由于系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)及空間限制等因素,車(chē)輛還需要依靠燃油發(fā)動(dòng)機(jī)提供能量,嚴(yán)格來(lái)講并不是真正符合低碳社會(huì)的發(fā)展。純電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力全部來(lái)源于電能,無(wú)污染、噪音低,是汽車(chē)企業(yè)研究的重點(diǎn)。推進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵之一就是制動(dòng)能量回收技術(shù)的研究。電動(dòng)汽車(chē)在制動(dòng)過(guò)程中,電動(dòng)機(jī)由于反向力矩的作用處于發(fā)電機(jī)工作模式,從而產(chǎn)生電能。如果能將這部分電能存儲(chǔ)到儲(chǔ)能系統(tǒng)中再利用,會(huì)使得能量利用效率得以提升,以此來(lái)提高車(chē)輛行駛里程。研究表明,通過(guò)回收再利用電動(dòng)汽車(chē)制動(dòng)能量,可以使車(chē)輛的行駛里程增加10%-30%[37],具有很高的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)意義。1.3.1制動(dòng)能量回收原理介紹傳統(tǒng)的燃油汽車(chē)在制動(dòng)過(guò)程中,通過(guò)制動(dòng)裝置對(duì)車(chē)輪的摩擦作用使車(chē)輛減速停車(chē),在此過(guò)程中汽車(chē)本身的動(dòng)能通過(guò)摩擦產(chǎn)生的熱能浪費(fèi)掉。電動(dòng)汽車(chē)在正常行駛過(guò)程中,儲(chǔ)能系統(tǒng)向電機(jī)供電,電機(jī)處于電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。在進(jìn)行制動(dòng)的過(guò)程中,電動(dòng)汽車(chē)可由電機(jī)提供一部分甚至全部的制動(dòng)力,在保證汽車(chē)制動(dòng)安全性的同時(shí)可以回收一部分的動(dòng)能儲(chǔ)存在蓄電池中,以供再次利用[51],該過(guò)程也稱(chēng)為“制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)”。純電動(dòng)汽車(chē)的運(yùn)行與制動(dòng)是能量流向相反的兩個(gè)過(guò)程。電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)各部件的狀態(tài)與能量流向如圖1.3所示。圖1.3制動(dòng)過(guò)程中能量流程圖
浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文運(yùn)行與制動(dòng)能量回收系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)計(jì)19在經(jīng)過(guò)對(duì)超級(jí)電容公交車(chē)運(yùn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作之后,電動(dòng)公交車(chē)運(yùn)行系統(tǒng)實(shí)物圖如圖2.5所示。圖2.5超級(jí)電容公交車(chē)運(yùn)行系統(tǒng)實(shí)物圖2.3電動(dòng)公交制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)相較于家用電動(dòng)轎車(chē),身為公共交通系統(tǒng)中的電動(dòng)公交車(chē),可調(diào)控性與運(yùn)行規(guī)律性更強(qiáng),具備更可觀的制動(dòng)能量回收潛力。因此,如果能夠?yàn)殡妱?dòng)公交車(chē)配備一套制動(dòng)能量回收儲(chǔ)能單元,必將會(huì)節(jié)約更多的電能。利用功率密度表現(xiàn)優(yōu)秀的EDLC(雙電層)超級(jí)電容作為儲(chǔ)能單元,用于制動(dòng)能量回收,是當(dāng)前儲(chǔ)能系統(tǒng)中的主要選擇之一。這是因?yàn)镋DLC具備很高的充放電能力,在車(chē)輛制動(dòng)的短暫時(shí)間內(nèi)可以更有效的回收并儲(chǔ)存制動(dòng)能量。2.3.1制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)電動(dòng)公交車(chē)的制動(dòng)系統(tǒng)區(qū)別于傳統(tǒng)燃油公交車(chē)的地方在于,電動(dòng)公交車(chē)可以采用電制動(dòng)的方式進(jìn)行制動(dòng)能量回收。因此,制動(dòng)系統(tǒng)安全性與整體性對(duì)于電動(dòng)公交車(chē)來(lái)講,是十分重要的。制動(dòng)能量回收系統(tǒng)主要由車(chē)輛制動(dòng)裝置與接收能量的儲(chǔ)能單元組成,如圖2.6所示。圖2.6制動(dòng)能量回收系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖制動(dòng)能量回收系統(tǒng)剎車(chē)裝置回饋單元儲(chǔ)能系統(tǒng)接收信號(hào)接收能量產(chǎn)生能量
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]2018年上半年光伏建設(shè)運(yùn)行情況[J]. 中國(guó)能源. 2018(08)
[2]規(guī);瘍(chǔ)能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的需求與應(yīng)用分析[J]. 吳盛軍,徐青山,袁曉冬,陳兵,李強(qiáng). 電氣工程學(xué)報(bào). 2017(08)
[3]含分布式混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的光伏直流微網(wǎng)能量管理策略[J]. 李培強(qiáng),段克會(huì),董彥婷,賀悝,譚莊熙. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2017(13)
[4]純電動(dòng)汽車(chē)制動(dòng)能量回收評(píng)價(jià)方法研究[J]. 初亮,劉達(dá)亮,劉宏偉,蔡健偉,趙迪. 汽車(chē)工程. 2017(04)
[5]基于列生成算法的電動(dòng)公交車(chē)輛調(diào)度計(jì)劃優(yōu)化研究[J]. 楊揚(yáng),關(guān)偉,馬繼輝. 交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息. 2016(05)
[6]儲(chǔ)能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 耿曉超,朱全友,郭昊,段春明,崔寒松. 智能電網(wǎng). 2016(01)
[7]計(jì)及電動(dòng)汽車(chē)和光伏—儲(chǔ)能的微網(wǎng)能量?jī)?yōu)化管理[J]. 蘇粟,蔣小超,王瑋,姜久春,V.G.AGELIDIS,耿婧. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2015(09)
[8]城市公交車(chē)制動(dòng)能量回收方式綜述[J]. 秦瑞,王文竹,石磊. 時(shí)代農(nóng)機(jī). 2015(04)
[9]基于支持向量機(jī)的純電動(dòng)公交車(chē)充/換電站日負(fù)荷預(yù)測(cè)[J]. 劉文霞,徐曉波,周樨. 電力自動(dòng)化設(shè)備. 2014(11)
[10]電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行模擬以及超級(jí)電容能量回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 閆文龍,付成偉. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2014(21)
博士論文
[1]電動(dòng)汽車(chē)充電站選址問(wèn)題研究[D]. 朱志紅.北京交通大學(xué) 2018
碩士論文
[1]新能源汽車(chē)行業(yè)政府補(bǔ)貼對(duì)研發(fā)支出和績(jī)效影響的實(shí)證研究[D]. 崔帥.浙江大學(xué) 2019
[2]分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)再生制動(dòng)與ABS協(xié)同控制研究[D]. 于海峰.吉林大學(xué) 2018
[3]光伏微電網(wǎng)發(fā)電預(yù)測(cè)與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行研究[D]. 張程熠.浙江大學(xué) 2017
[4]鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在混合動(dòng)力動(dòng)車(chē)組中的應(yīng)用研究[D]. 賈曉光.北京交通大學(xué) 2015
[5]電動(dòng)汽車(chē)充電站規(guī)劃方法及運(yùn)營(yíng)模式研究[D]. 何戰(zhàn)勇.北京交通大學(xué) 2012
[6]電動(dòng)汽車(chē)制動(dòng)能量回收系統(tǒng)的研究[D]. 張新.西南交通大學(xué) 2011
本文編號(hào):3023935
【文章來(lái)源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:72 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文緒論81.3電動(dòng)汽車(chē)制動(dòng)能量回收分析為了降低石油等化石燃料的消耗以及解決環(huán)境污染問(wèn)題,我國(guó)正在努力擴(kuò)大電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)規(guī)模。目前應(yīng)用比較廣泛的電動(dòng)汽車(chē)類(lèi)型主要是純電動(dòng)與混合動(dòng)力。混合動(dòng)力汽車(chē)相較于傳統(tǒng)燃油汽車(chē),污染物排放更少,更環(huán)保。但由于系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)及空間限制等因素,車(chē)輛還需要依靠燃油發(fā)動(dòng)機(jī)提供能量,嚴(yán)格來(lái)講并不是真正符合低碳社會(huì)的發(fā)展。純電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力全部來(lái)源于電能,無(wú)污染、噪音低,是汽車(chē)企業(yè)研究的重點(diǎn)。推進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵之一就是制動(dòng)能量回收技術(shù)的研究。電動(dòng)汽車(chē)在制動(dòng)過(guò)程中,電動(dòng)機(jī)由于反向力矩的作用處于發(fā)電機(jī)工作模式,從而產(chǎn)生電能。如果能將這部分電能存儲(chǔ)到儲(chǔ)能系統(tǒng)中再利用,會(huì)使得能量利用效率得以提升,以此來(lái)提高車(chē)輛行駛里程。研究表明,通過(guò)回收再利用電動(dòng)汽車(chē)制動(dòng)能量,可以使車(chē)輛的行駛里程增加10%-30%[37],具有很高的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)意義。1.3.1制動(dòng)能量回收原理介紹傳統(tǒng)的燃油汽車(chē)在制動(dòng)過(guò)程中,通過(guò)制動(dòng)裝置對(duì)車(chē)輪的摩擦作用使車(chē)輛減速停車(chē),在此過(guò)程中汽車(chē)本身的動(dòng)能通過(guò)摩擦產(chǎn)生的熱能浪費(fèi)掉。電動(dòng)汽車(chē)在正常行駛過(guò)程中,儲(chǔ)能系統(tǒng)向電機(jī)供電,電機(jī)處于電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。在進(jìn)行制動(dòng)的過(guò)程中,電動(dòng)汽車(chē)可由電機(jī)提供一部分甚至全部的制動(dòng)力,在保證汽車(chē)制動(dòng)安全性的同時(shí)可以回收一部分的動(dòng)能儲(chǔ)存在蓄電池中,以供再次利用[51],該過(guò)程也稱(chēng)為“制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)”。純電動(dòng)汽車(chē)的運(yùn)行與制動(dòng)是能量流向相反的兩個(gè)過(guò)程。電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)各部件的狀態(tài)與能量流向如圖1.3所示。圖1.3制動(dòng)過(guò)程中能量流程圖
浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文運(yùn)行與制動(dòng)能量回收系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)計(jì)19在經(jīng)過(guò)對(duì)超級(jí)電容公交車(chē)運(yùn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作之后,電動(dòng)公交車(chē)運(yùn)行系統(tǒng)實(shí)物圖如圖2.5所示。圖2.5超級(jí)電容公交車(chē)運(yùn)行系統(tǒng)實(shí)物圖2.3電動(dòng)公交制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)相較于家用電動(dòng)轎車(chē),身為公共交通系統(tǒng)中的電動(dòng)公交車(chē),可調(diào)控性與運(yùn)行規(guī)律性更強(qiáng),具備更可觀的制動(dòng)能量回收潛力。因此,如果能夠?yàn)殡妱?dòng)公交車(chē)配備一套制動(dòng)能量回收儲(chǔ)能單元,必將會(huì)節(jié)約更多的電能。利用功率密度表現(xiàn)優(yōu)秀的EDLC(雙電層)超級(jí)電容作為儲(chǔ)能單元,用于制動(dòng)能量回收,是當(dāng)前儲(chǔ)能系統(tǒng)中的主要選擇之一。這是因?yàn)镋DLC具備很高的充放電能力,在車(chē)輛制動(dòng)的短暫時(shí)間內(nèi)可以更有效的回收并儲(chǔ)存制動(dòng)能量。2.3.1制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)電動(dòng)公交車(chē)的制動(dòng)系統(tǒng)區(qū)別于傳統(tǒng)燃油公交車(chē)的地方在于,電動(dòng)公交車(chē)可以采用電制動(dòng)的方式進(jìn)行制動(dòng)能量回收。因此,制動(dòng)系統(tǒng)安全性與整體性對(duì)于電動(dòng)公交車(chē)來(lái)講,是十分重要的。制動(dòng)能量回收系統(tǒng)主要由車(chē)輛制動(dòng)裝置與接收能量的儲(chǔ)能單元組成,如圖2.6所示。圖2.6制動(dòng)能量回收系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖制動(dòng)能量回收系統(tǒng)剎車(chē)裝置回饋單元儲(chǔ)能系統(tǒng)接收信號(hào)接收能量產(chǎn)生能量
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]2018年上半年光伏建設(shè)運(yùn)行情況[J]. 中國(guó)能源. 2018(08)
[2]規(guī);瘍(chǔ)能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的需求與應(yīng)用分析[J]. 吳盛軍,徐青山,袁曉冬,陳兵,李強(qiáng). 電氣工程學(xué)報(bào). 2017(08)
[3]含分布式混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的光伏直流微網(wǎng)能量管理策略[J]. 李培強(qiáng),段克會(huì),董彥婷,賀悝,譚莊熙. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2017(13)
[4]純電動(dòng)汽車(chē)制動(dòng)能量回收評(píng)價(jià)方法研究[J]. 初亮,劉達(dá)亮,劉宏偉,蔡健偉,趙迪. 汽車(chē)工程. 2017(04)
[5]基于列生成算法的電動(dòng)公交車(chē)輛調(diào)度計(jì)劃優(yōu)化研究[J]. 楊揚(yáng),關(guān)偉,馬繼輝. 交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息. 2016(05)
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[7]計(jì)及電動(dòng)汽車(chē)和光伏—儲(chǔ)能的微網(wǎng)能量?jī)?yōu)化管理[J]. 蘇粟,蔣小超,王瑋,姜久春,V.G.AGELIDIS,耿婧. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2015(09)
[8]城市公交車(chē)制動(dòng)能量回收方式綜述[J]. 秦瑞,王文竹,石磊. 時(shí)代農(nóng)機(jī). 2015(04)
[9]基于支持向量機(jī)的純電動(dòng)公交車(chē)充/換電站日負(fù)荷預(yù)測(cè)[J]. 劉文霞,徐曉波,周樨. 電力自動(dòng)化設(shè)備. 2014(11)
[10]電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行模擬以及超級(jí)電容能量回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 閆文龍,付成偉. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2014(21)
博士論文
[1]電動(dòng)汽車(chē)充電站選址問(wèn)題研究[D]. 朱志紅.北京交通大學(xué) 2018
碩士論文
[1]新能源汽車(chē)行業(yè)政府補(bǔ)貼對(duì)研發(fā)支出和績(jī)效影響的實(shí)證研究[D]. 崔帥.浙江大學(xué) 2019
[2]分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)再生制動(dòng)與ABS協(xié)同控制研究[D]. 于海峰.吉林大學(xué) 2018
[3]光伏微電網(wǎng)發(fā)電預(yù)測(cè)與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行研究[D]. 張程熠.浙江大學(xué) 2017
[4]鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在混合動(dòng)力動(dòng)車(chē)組中的應(yīng)用研究[D]. 賈曉光.北京交通大學(xué) 2015
[5]電動(dòng)汽車(chē)充電站規(guī)劃方法及運(yùn)營(yíng)模式研究[D]. 何戰(zhàn)勇.北京交通大學(xué) 2012
[6]電動(dòng)汽車(chē)制動(dòng)能量回收系統(tǒng)的研究[D]. 張新.西南交通大學(xué) 2011
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