純電動(dòng)汽車雙能量源系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真研究.pdf

1、電動(dòng)汽車將是未來汽車發(fā)展的主導(dǎo)方向，我國也將電動(dòng)汽車項(xiàng)目作為“十二五”及“863”項(xiàng)目重要內(nèi)容。純電動(dòng)汽車具有高效、低噪聲、零排放等顯著優(yōu)點(diǎn)，在環(huán)保和節(jié)能方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。迄今為止，徐駛里程不足仍是制約純電動(dòng)汽車商業(yè)化的瓶頸。為實(shí)現(xiàn)有限能量源的充分利用，提高驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)效率及再生制動(dòng)回收是目前迫切需要解決的問題。在此背景下，本文以“純電動(dòng)汽車關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)及核心零部件產(chǎn)業(yè)化開發(fā)”項(xiàng)目為依托，在高效電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、再生制動(dòng)能量回收、雙能量源存

2、儲(chǔ)系統(tǒng)和優(yōu)化控制策略等方面通過理論推導(dǎo)、仿真驗(yàn)證獲得純電動(dòng)汽車的研制依據(jù)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，為高性能純電動(dòng)汽車的開發(fā)提供理論基礎(chǔ)和工程經(jīng)驗(yàn)。論文的研究工作及主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)包括:
　　 1.根據(jù)超級(jí)電容加雙向DC/DC功率變換器與鋰離子動(dòng)力電池組并聯(lián)的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了雙能量源系統(tǒng)主回路的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并對(duì)其工作狀態(tài)進(jìn)行了詳細(xì)分析，以滿足純電動(dòng)汽車對(duì)能量密度和功率密度的雙重要求。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)整車的性能要求和配置情況，分別從能量和功率密度角度對(duì)雙

3、能量源系統(tǒng)的動(dòng)力電池、超級(jí)電容單體串并聯(lián)結(jié)構(gòu)及各節(jié)容量進(jìn)行了理論計(jì)算和匹配設(shè)計(jì);利用擴(kuò)展的ADVISOR仿真軟件對(duì)雙能量源的匹配參數(shù)進(jìn)行仿真優(yōu)化及結(jié)果校驗(yàn)，滿足純電動(dòng)汽車對(duì)雙能量源系統(tǒng)的要求。
　　 2.根據(jù)純電動(dòng)汽車的不同工作狀態(tài)，設(shè)計(jì)了雙向DC/DC功率變換器模糊控制策略，在電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下以“穩(wěn)壓”為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)超級(jí)電容和電池組的輸出電壓相匹配;在制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下以“穩(wěn)流”為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)超級(jí)電容和電池組的橫流充電;建立了電池、超

4、級(jí)電容等各模塊的Matlab仿真模型。
　　 3.針對(duì)雙能量源純電動(dòng)汽車的能量管控問題，提出了能量管理的模糊控制策略，并從整車經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性、能量源效率和制動(dòng)能量回收效率四個(gè)角度進(jìn)行仿真驗(yàn)證，仿真結(jié)果表明，模糊控制策略可以合理分配電池組和超級(jí)電容的輸出功率，提高整車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。
　　 4.對(duì)ADVISOR仿真軟件進(jìn)行二次開發(fā)，獲得了界面友好且適合雙能量源電動(dòng)汽車仿真平臺(tái)，克服了ADVISOR軟件不能對(duì)雙能量源純電動(dòng)