基于工况预测的电动装载机复合电源能量管理策略研究

发布时间：2020-07-25 09:00

【摘要】：电动装载机需要储能系统既能长时间提供电能,又能在较短时间释放大功率。由于蓄电池的特点是高能量密度和低功率密度,而超级电容的特点却是高功率密度和低能量密度,两者单独供能都无法满足要求,所以需要将蓄电池和超级电容组合成复合电源系统为电动装载机供能。本文以此为基础,分别对电动装载机复合电源系统的拓扑结构和能量管理策略进行相关研究。首先,对现阶段复合电源系统的拓扑结构进行分析,结合功能需求实际成本,选择了超级电容与DC/DC串联的结构作为电动装载机复合电源系统的拓扑结构;对电动装载机作业特点进行分析,建立了复合电源系统工作的三种模式;对该结构中的蓄电池、超级电容、双向DC/DC转换器和驱动电机系统进行分析,建立了复合电源系统模型。其次,对电动装载机工作装置部分在循环作业时工作泵系统和车速等工况数据进行分析,通过对初选参数进行主成分分析后进行K-means聚类,建立了电动装载机工作装置的典型工况集。然后,对电动装载机工作装置在循环作业时的工况预测原理进行分析,通过识别过去_(uX?)秒所属典型工况,预测未来_(qqā)秒的工况所属类别,建立了电动装载机工作装置的典型工况预测模型。最后,对基于模糊逻辑的能量管理策略进行分析,并建立了基于工况预测的能量管理策略;仿真结果表明,在能量消耗指标上,基于工况预测的能量管理策略相对于基于模糊逻辑的能量管理策略节约了约1.2%;而在蓄电池容量衰退指标上,基于工况预测的能量管理策略相对与基于模糊逻辑的能量管理策略减少了0.006%。通过对能量消耗和蓄电池容量衰退两个指标评价结果分析可知,基于工况预测的能量管理策略优于基于模糊逻辑的能量管理策略。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU623.9
【图文】：

不同蓄电池能量密度和功率密度示意图

电动汽车复合电源系统结构图

ELAZ78250型电传动轮式装载机2018年德国威克诺森公司在当年德国宝马展上展示了其80伏特电动全轮转向轮式

【参考文献】

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本文编号：2769613