考慮到電動汽車行駛過程中負載功率具有隨機性和波動性,提出了使用高功率密度、充放電循環(huán)使用壽命長及響應(yīng)速度快的超級電容和高能量密度、但不易頻繁充放電的電池構(gòu)成高效可靠的混合儲能源,發(fā)揮兩種能量源的儲能特性,實現(xiàn)其優(yōu)勢互補,彌補傳統(tǒng)單一蓄電池作為汽車能量源的不足。本文針對電動汽車用混合儲能系統(tǒng)的能量管理和接口電路的非線性控制策略兩個問題展開研究。為實現(xiàn)電動汽車的負載功率在電池和超級電容兩種能量源之間的合理分配,對儲能系統(tǒng)的能量管理策略(EMS)進行研究。為保護蓄電池,減小蓄電池在充電和放電期間的功率波動,在應(yīng)對頻繁劇烈的負載功率波動時,超級電容提供負載功率波動中的高頻分量,使得蓄電池提供負載功率波動的低頻分量。論文中選用了國際上常用的6種典型車輛行駛工況,分別采用低通濾波、滑動平均濾波以及小波分解三種功率分配策略對電動汽車行駛在不同工況下所需的負載功率進行分解,并對分解后得到的電池功率進行頻譜分析,比較三種功率分配策略下的負載功率分解效果。研究了電動汽車儲能系統(tǒng)接口轉(zhuǎn)換器的非線性控制策略。對于采用通過兩個雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器將電池和超級電容兩種儲能源并聯(lián)于直流母線構(gòu)成的主動控制式混合儲能系...

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【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題的研究背景及意義
        1.1.1 課題的研究背景
        1.1.2 課題的研究意義
    1.2 電動汽車用混合儲能系統(tǒng)的能量源
        1.2.1 常用儲能方式的分類
        1.2.2 電池和超級電容混合能量源及其應(yīng)用特點
    1.3 電動汽車用混合儲能系統(tǒng)中的關(guān)鍵問題
        1.3.1 能量管理策略及其研究現(xiàn)狀
        1.3.2 接口電路非線性控制策略及其研究現(xiàn)狀
    1.4 論文內(nèi)容及研究方法
第二章 混合儲能系統(tǒng)能量管理策略研究
    2.1 一階低通濾波法
    2.2 滑動平均濾波法
        2.2.1 滑動平均濾波法基本原理
        2.2.2 滑動窗口大小的選擇
    2.3 小波分析法
        2.3.1 連續(xù)小波變換
        2.3.2 離散小波變換
        2.3.3 馬拉特算法
        2.3.4 小波基和小波分解層數(shù)的選擇
    2.4 仿真分析
        2.4.1 整車參數(shù)選擇和負載功率計算
        2.4.2 汽車典型車輛行駛工況
        2.4.3 功率分配及效果分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 混合儲能系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立
    3.1 混合儲能系統(tǒng)的接口轉(zhuǎn)換器
    3.2 混合儲能源的拓撲結(jié)構(gòu)
    3.3 混合儲能源數(shù)學(xué)模型的建立
    3.4 本章小結(jié)
第四章 混合儲能系統(tǒng)非線性控制策略
    4.1 基于協(xié)同控制理論電流控制器的設(shè)計
        4.1.1 協(xié)同控制理論及協(xié)同控制器的設(shè)計流程
        4.1.2 協(xié)同控制器特性分析
        4.1.3 電流協(xié)同控制器的設(shè)計
    4.2 基于Lyapunov函數(shù)的直流母線電壓控制
        4.2.1 Lyapunov穩(wěn)定性分析方法
        4.2.2 Lyapunov電壓函數(shù)的構(gòu)建及控制規(guī)律的選取
        4.2.3 Lyapunov電壓控制器穩(wěn)定及收斂性分析
    4.3 非線性控制策略仿真分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 混合儲能系統(tǒng)實驗
    5.1 混合儲能系統(tǒng)主功率電路的設(shè)計
    5.2 元件參數(shù)的選擇
        5.2.1 電池和超級電容容量的選擇
        5.2.2 雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器中電感和電容參數(shù)的選擇
        5.2.3 開關(guān)元件的選擇
        5.2.4 采樣電路的設(shè)計與搭建
    5.3 混合儲能系統(tǒng)的控制器
    5.4 混合儲能系統(tǒng)所選用的負載介紹
    5.5 能量管理策略和接口轉(zhuǎn)換器非線性控制策略的實現(xiàn)
    5.6 實驗結(jié)果
    5.7 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
附錄
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)成果



本文編號：3831831