混合動(dòng)力汽車復(fù)合電源系統(tǒng)及其能量管理研究.pdf

1、隨著全球汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展、石油資源供應(yīng)的日趨緊張，世界各國正在積極尋求替代燃料或者減少燃油消耗量，大力開發(fā)新型節(jié)能環(huán)保汽車?；旌蟿?dòng)力汽車作為此類車型，其在動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放等綜合指標(biāo)能滿足當(dāng)前對(duì)新能源汽車的苛刻要求，將存在一個(gè)較長的歷史時(shí)期，并在21世紀(jì)的運(yùn)載車輛中占有重要的地位。
　　 混合動(dòng)力汽車要求車載電源同時(shí)具有高能量密度和高功率密度的特點(diǎn)，而動(dòng)力電池與超級(jí)電容單獨(dú)使用時(shí)均無法滿足驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)高的能量和功率需求，特別是動(dòng)

2、力電池還存在一些無法解決的技術(shù)瓶頸，這都限制了車輛整車性能質(zhì)的飛升。為了給混合動(dòng)力汽車提供理想的車載電源，本文將選取具有高能量密度的磷酸鐵鋰電池和超級(jí)電容作為復(fù)合電源系統(tǒng)的主輔儲(chǔ)能單元，將二者通過直流變換器并聯(lián)，通過超級(jí)電容“削峰填谷”和再生制動(dòng)能量高效回收的作用，提高車輛整體供能特性和能量利用率。
　　 本文基于復(fù)合電源系統(tǒng)，在確定了其結(jié)構(gòu)及供能原理的基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)各部件的特性做了研究，根據(jù)系統(tǒng)對(duì)DC/DC變換器的要求確定選取

3、雙向半橋DC/DC變換器，并設(shè)計(jì)了其參數(shù)和驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路?；谔囟ǖ能囆秃统鞘行旭偣r對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部儲(chǔ)能單元進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化研究，確定了能夠滿足車輛整個(gè)行駛工況最大功率需求的鋰電池組和超級(jí)電容組的內(nèi)部構(gòu)成情況，并基于算法NSGA-2對(duì)復(fù)合電源系統(tǒng)的參數(shù)做了進(jìn)一步的優(yōu)化研究。分析了在不同行駛工況下的功率分配策略，基于MATLAB/SIMULINK設(shè)計(jì)了功率分配策略模型，并據(jù)此搭建了復(fù)合電源系統(tǒng)FOCUS混合動(dòng)力汽車的仿真模型，在對(duì)ADVISOR軟

4、件二次開發(fā)之后，對(duì)目標(biāo)仿真模型做了仿真研究，在通過多次仿真消除了電源SOC對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性的影響之后，利用ADVISOR做了優(yōu)化仿真計(jì)算。最后設(shè)計(jì)了一套用于復(fù)合電源能量管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)電池組的充放電保護(hù)與均衡、系統(tǒng)荷電狀態(tài)的精確估計(jì)。硬件方面，設(shè)計(jì)了基于R5421的鋰電池組充放電保護(hù)電路和自動(dòng)均衡電路、可實(shí)現(xiàn)電壓、電流、溫度精確檢測的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及基于LCM12832ZK的SOC顯示模塊;軟件方面，給出了DS2438芯片和主控制器的程序