純電動(dòng)車用雙電池并聯(lián)混合能源管理系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著環(huán)境污染和能源匱乏問題的日益突出,純電動(dòng)汽車憑借節(jié)能、低噪聲、零排放等突出優(yōu)點(diǎn)在最近幾年得到了迅速發(fā)展。電動(dòng)汽車與傳統(tǒng)的燃油汽車的真正區(qū)別在于動(dòng)力系統(tǒng)。電動(dòng)汽車是用電力驅(qū)動(dòng)車輛,由蓄電池供電,通過電動(dòng)機(jī)及控制器將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能來驅(qū)動(dòng)整車。在電動(dòng)車的開發(fā)上,主要的關(guān)鍵技術(shù)包含電池模塊、電機(jī)模塊、控制器、以及輕量化車體。而其中,又以電池模塊的開發(fā)最為關(guān)鍵,因?yàn)樗苯佑绊戨妱?dòng)車的性能、成本、以及安全。
　　作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力源—蓄

2、電池,是電動(dòng)汽車的關(guān)鍵部件,決定著電動(dòng)汽車的多方面性能。目前正在使用的蓄電池種類很多,如鉛酸蓄電池、鎳鎘蓄電池、鎳氫蓄電池等。其中鉛酸蓄電池具有通用、技術(shù)成熟、廉價(jià)、比能量適中、高倍率放電性能好、高低溫性能良好等優(yōu)點(diǎn),因而得到廣泛的應(yīng)用。鋰電池為常見的電動(dòng)車用動(dòng)力電池,擁有較高的輸出功率、較低的電容量特性,可滿足車輛的動(dòng)力需求,但無法滿足車輛行駛里程要求;因鋅空氣燃料電池?fù)碛休^高的電容量特性,因此,可將這兩種電池進(jìn)行組合,從而提高車輛的

3、行駛里程。本文選取鋰離子電池與鋅空氣燃料電池構(gòu)成并聯(lián)電池復(fù)合能源模塊。針對(duì)鋰離子電池、鋅空氣燃料電池特性進(jìn)行分析,使其在性能上進(jìn)行優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),構(gòu)建一個(gè)滿足車輛動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性要求的“鋅空氣燃料電池+鋰離子電池”并聯(lián)復(fù)合能源模塊。通過研究復(fù)合能源模塊動(dòng)力系統(tǒng)的各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),提出并設(shè)計(jì)了燃料電池與鋰離子電池組并聯(lián)直連的混合方案。
　　本研究主要以鋰電池和鋅空氣燃料電池組合能源模塊為對(duì)象,探討其能量管理策略。組合能源模塊采用并聯(lián)方式,能量管

4、理策略主要進(jìn)行鋰電池與鋅空氣燃料電池輸出功率控制,保持鋰電池與鋅空氣燃料電池在高效率區(qū)域內(nèi)工作,減少整體的能量消耗。研究中,利用在線最優(yōu)化法建立管理策略,使用MATLAB軟件進(jìn)行模擬,以驗(yàn)證在線最優(yōu)化能量管理策略的有效性。模擬結(jié)果顯示,在 ECE40行車模式下,以鋅空氣電池將鋰電池回充至初始的SOC值后,使用在線最優(yōu)化能量管理策略,鋅空氣燃料電池耗能為331.31wh。顯示在線最優(yōu)化能量管理策略,可以使能源模塊獲得較高的效率,有效地減少