發(fā)布時間：2022-01-27 05:07

　　電動汽車在行駛過程中會頻繁遇到復雜的行駛工況,由此對混合儲能系統(tǒng)而言,相當于其負載功率會跟隨工況所需求的功率變化而變化,具有顯著的不確定性。為了有效解決負載功率波動引起的沖擊性電流動作對單一蓄電池作為汽車儲能源時產(chǎn)生的影響,如使用蓄電池和超級電容組成的混合儲能源,充分發(fā)揮雙儲能源高功率密度、高能量密度等優(yōu)點,兩類儲能元件相輔相成,提升電源的多重性要求以及延長系統(tǒng)的使用壽命。本文主要對應用于電動汽車混合儲能系統(tǒng)的能量管理策略和控制策略進行研究,主要包括以下方面的工作:根據(jù)超級電容荷電狀態(tài)（State of Charge,SOC）的最優(yōu)工作界限,在低通濾波的基礎上提出了考慮剩余電量的能量管理改進策略,并聯(lián)合協(xié)同補償控制策略搭建仿真模型,仿真結(jié)果表明,在母線電壓穩(wěn)定的前提下,改進策略合理分配混合儲能源各自所需承擔的功率。以超級電容的荷電狀態(tài)和充放電動作作為狀態(tài)變量,提出基于平滑控制的動態(tài)功率分配策略,并對混合儲能系統(tǒng)能量流動做出分析。結(jié)合協(xié)同補償控制策略,搭建了在汽車典型工況IM240和ECE15下的基于平滑控制的動態(tài)功率分配策略和協(xié)同補償控制策略的聯(lián)合仿真模型,調(diào)整超級電容SOC的初始狀態(tài)... 

【文章來源】：安徽大學安徽省211工程院校

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

電動汽車整車控制框圖

安徽大學碩士學位論文7第二章混合儲能系統(tǒng)結(jié)構及數(shù)學建�；旌蟽δ芟到y(tǒng)組成包括儲能裝置數(shù)學模型、全局系統(tǒng)間的連線方法、雙向DC/DC變換器的類型以及用于控制雙向DC/DC方法等多個單元部分。不同單元分類組合而成的混合儲能系統(tǒng)因其造價成本、使用性能和安全系數(shù)等因素適應的場合也不同。本章通過對混合儲能系統(tǒng)涉及到的單元部分分別進行介紹，并結(jié)合本文側(cè)重點以及現(xiàn)有條件進行綜合考慮分析，最終確定本文混合儲能系統(tǒng)的全局模型，同時選用相關控制方法對其數(shù)學建模。2.1超級電容與蓄電池的數(shù)學模型2.1.1超級電容的數(shù)學模型超級電容又被稱作雙電層電容，其功率密度高，且能夠在較短時間內(nèi)承受很大的充放電電流。超級電容充電的時候，集電極上的正負電荷相互吸引，電解液中陽離子堆積在負集電極上，陰離子堆積在正電極上；超級電容在放電的時候，原本堆積在兩端電極的陰陽離子脫離兩電極的表面，回到電解液中去[33]。圖2.1是超級電容的工作原理圖。圖2.1超級電容的工作原理圖Fig2.1Workingprinciplediagramofsupercapacitor超級電容內(nèi)部完整的RC等效模型極其繁復，因此，絕大多數(shù)針對超級電容的常用RC等效模型都是經(jīng)過簡化的。而比較常用的簡單RC等效結(jié)構模型可以分為串聯(lián)RC模型和改進的串聯(lián)RC模型，其等效電路結(jié)構如圖2.2所示。

第二章混合儲能系統(tǒng)結(jié)構及數(shù)學建模8圖2.2常用超級電容等效模型Fig2.2Equivalentmodelsofcommonlyusedsupercapacitor改進RC串聯(lián)網(wǎng)絡在傳統(tǒng)的RC串聯(lián)網(wǎng)絡的基礎上，在理想電容器的兩端并聯(lián)漏電組pR。在實際工程中，pR的值很大，往往可以忽略等效為開路，因此本文選用RC串聯(lián)網(wǎng)絡。其等效電路方程和SOC表達式如公式(2.1)所示：0min0minmaxminmaxmin11+=capbatcbattcapcapVIRidtCVidtVVVCSOCVVVV(2.1)式中，C、cR是理想電容和超級電容自身的內(nèi)阻，capI、capV是超級電容的內(nèi)部電流和端部兩端的電壓，maxV、minV指的是其端部電壓的上限和下限。超級電容器的SOC與其外部兩端電壓成正相關[34]，通�？梢杂猛獠績啥说碾妷簛肀碚髌浔旧淼腟OC。如果設定電壓下限為0，上限為額定電壓scV，根據(jù)公式(2.1)可以定義其SOC的公式為[35]：=capscVSOCV(2.2)為了便于實驗驗證，本文將選用式(2.2)來對超級電容的SOC值進行監(jiān)測。2.1.2蓄電池的數(shù)學模型蓄電池的充放電動作伴隨著一連串的電化學反應過程[36]，且隨著蓄電池的使用，其結(jié)構和深度會隨著改變。蓄電池的充放電公式可以表示為：422242PbSO+2HOPbPbO2HSO(2.3)用于電動汽車的蓄電池的RC模型通常以電氣模型居多，而等效電路模型是電池電

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]直流微電網(wǎng)中Buck-Boost變換器非線性行為與混沌控制研究[D]. 楊昌燁.華南理工大學 2018
[4]蓄電池與超級電容混合儲能的穩(wěn)壓控制器設計[D]. 鄧海華.廣西大學 2018
[5]蓄電池與超級電容混合儲能系統(tǒng)能量管理策略研究[D]. 侯婷婷.西南交通大學 2018
[6]獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)混合儲能策略研究[D]. 繆利蓉.揚州大學 2018
[7]電動汽車復合電源能量控制策略研究[D]. 江蕊.南昌大學 2017
[8]微電網(wǎng)混合儲能系統(tǒng)控制策略研究[D]. 畢曉輝.重慶大學 2016
[9]電動汽車復合能源系統(tǒng)的研究[D]. 黃智奇.浙江大學 2016
[10]超級電容與蓄電池混合儲能系統(tǒng)的能量管理與控制研究[D]. 王宇.哈爾濱工業(yè)大學 2016



本文編號：3611824