复合能量源电动汽车能量管理策略研究
发布时间：2021-05-13 21:50
自2015年《中国制造2025》规划正式发布之后,电动汽车产业成了社会各界广泛关注的焦点。锂电池具有高能量密度方面的优势,作为动力源被广泛应用在电动车中。然而由于其内部能量存储结构的限制,无法满足车辆在频繁加速、制动过程中的混沌和暂态功率输出,且锂电池的充电时间较长,循环寿命有限。复合能量源系统将高功率密度的超级电容与高能量密度的锂电池有机地结合在一起,弥补了单独使用锂电池作为动力源所造成的技术缺陷。本文的研究对象为由锂电池和超级电容构成的复合能量源系统,首先分析复合能量源系统组成与拓扑结构,提出基于小波变换和模糊控制的能量管理策略,利用动态规划算法获取整个工况循环下系统总能耗最优的全局最优解,根据能耗最优情况下锂电池输出功率分布的规律,对模糊控制过程进一步优化。通过ADVISOR仿真软件和电动汽车硬件测试台架分别对能量管理策略进行验证。主要研究内容如下:（1）复合能量源系统组成与拓扑结构分析。首先分析锂电池和超级电容的工作特性并建立其数学模型,选取合适的系统拓扑结构,在ADVISOR仿真软件中构建复合能量源系统仿真模型。（2）基于小波变换和模糊控制的能量管理策略研究。提出基于小波变换...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及研究意义
1.2 电动汽车的发展概况
1.3 复合能量源系统发展现状
1.4 电动汽车能量管理策略研究现状
1.5 本文主要研究内容
第2章 复合能量源系统组成与拓扑结构分析
2.1 锂电池工作特性分析
2.1.1 锂电池数学模型
2.1.2 锂电池充放电特性分析
2.1.3 锂电池开路电压和内阻特性
2.2 超级电容工作特性分析
2.2.1 超级电容数学模型
2.2.2 超级电容充放电特性分析
2.2.3 超级电容内阻和容量特性
2.3 复合能量源系统拓扑结构分析
2.3.1 DC-DC工作特性分析
2.3.2 系统拓扑结构选择
2.4 电动汽车能量管理策略的基本问题
2.4.1 电动汽车功率需求分析
2.4.2 电动汽车能量管理策略目标
2.4.3 复合能量源仿真模型
2.5 本章小结
第3章 电动汽车能量管理策略研究与应用
3.1 基于小波变换的功率分流策略
3.1.1 小波变换的可行性分析
3.1.2 小波变换的理论基础
3.1.3 基于小波变换的复合能量源功率分流策略
3.2 小波模糊控制能量管理策略研究
3.2.1 模糊控制器的优势
3.2.2 模糊控制器结构设计
3.2.3 模糊控制器输入输出语言变量
3.2.4 模糊控制器隶属度函数
3.2.5 模糊控制器规则制定
3.2.6 小波模糊控制仿真实验
3.3 基于动态规划的二次能量优化分配策略
3.3.1 动态规划简介
3.3.2 动态规划问题描述
3.3.3 动态规划求解过程
3.3.4 基于动态规划算法的模糊控制器二次优化
3.3.5 优化规则的提取
3.3.6 仿真实验验证
3.4 本章小结
第4章 能量管理策略台架实验设计
4.1 台架测试平台搭建
4.1.1 台架测试平台构成
4.1.2 台架测试方案设计
4.2 上位机监控软件设计
4.2.1 上位机监控软件功能设计
4.2.2 上位机监控软件程序设计
4.3 实验结果分析
4.4 本章小结
第5章 全文总结与展望
5.1 全文总结
5.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间获得与论文相关的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]美国2030年节能与新能源技术发展预测[J]. 郝瀚,陈康达,刘宗巍,赵福全. 汽车技术. 2018(02)
[2]电动汽车技术的现状分析与发展趋势研究[J]. 王高红. 电网与清洁能源. 2017(11)
[3]锂电池充放电模型及关键参数影响研究[J]. 刘娇娇. 电源技术. 2017(11)
[4]超级电容器能量密度的提升策略[J]. 郎俊伟,张旭,王儒涛,阎兴斌. 电化学. 2017(05)
[5]基于自适应小波阈值去噪和HT-LMD的电能质量扰动检测方法[J]. 唐圣学,付滔,李志刚. 电测与仪表. 2017(17)
[6]混合动力汽车转矩分配策略优化研究[J]. 李灿,杨靖,冯仁华,邓华,江武,张宇. 车用发动机. 2017(04)
[7]基于超级电容的混合储能器件研究现状及展望[J]. 黄士飞,帖炟,佟琦,赵玉峰. 自然杂志. 2017(04)
[8]专利视角下中美电动汽车技术发展比较分析[J]. 章博文,李显君,闫旭. 哈尔滨工业大学学报. 2017(07)
[9]基于小波分解-暂态信号的综合极性比较故障选线法[J]. 汪洋. 电网与清洁能源. 2017(06)
[10]磷酸铁锂电池恒流和恒功率测试特性比较[J]. 郭继鹏,钟国彬,徐凯琪,苏伟,项宏发. 蓄电池. 2017(03)
博士论文
[1]双能量源纯电动汽车能量管理关键技术的研究[D]. 杜爽.吉林大学 2015
[2]串联混合动力汽车能量管理策略优化研究[D]. 许世景.天津大学 2013
[3]纯电动汽车能量管理关键技术问题的研究[D]. 石庆升.山东大学 2009
硕士论文
[1]某型纯电动客车复合电源系统优化设计与控制[D]. 孙永健.吉林大学 2017
[2]纯电动汽车复合电源高效双向DC-DC变换器及能量管理研究[D]. 刘恩杰.江苏大学 2017
[3]电动汽车锂离子电池健康状态估计及寿命预测方法研究[D]. 周秀文.吉林大学 2016
[4]双源无轨电车的能量管理策略研究[D]. 黄美婷.北京交通大学 2016
[5]电动汽车复合电源能量管理策略研究[D]. 王同景.吉林大学 2015
[6]电动汽车复合电源系统功率分配策略研究[D]. 樊宇.大连理工大学 2014
[7]超级电容与锂电池混合动力系统能量控制研究及实现[D]. 林苗.武汉理工大学 2014
[8]基于SOC优化轨迹的插电式混合动力汽车模型预测控制[D]. 梁元波.重庆大学 2013
[9]纯电动车复合电源系统及其管理策略研究[D]. 董昊龙.北京工业大学 2013
[10]电动汽车复合电源关键技术的研究[D]. 周开文.武汉理工大学 2012
本文编号：3184764
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及研究意义
1.2 电动汽车的发展概况
1.3 复合能量源系统发展现状
1.4 电动汽车能量管理策略研究现状
1.5 本文主要研究内容
第2章 复合能量源系统组成与拓扑结构分析
2.1 锂电池工作特性分析
2.1.1 锂电池数学模型
2.1.2 锂电池充放电特性分析
2.1.3 锂电池开路电压和内阻特性
2.2 超级电容工作特性分析
2.2.1 超级电容数学模型
2.2.2 超级电容充放电特性分析
2.2.3 超级电容内阻和容量特性
2.3 复合能量源系统拓扑结构分析
2.3.1 DC-DC工作特性分析
2.3.2 系统拓扑结构选择
2.4 电动汽车能量管理策略的基本问题
2.4.1 电动汽车功率需求分析
2.4.2 电动汽车能量管理策略目标
2.4.3 复合能量源仿真模型
2.5 本章小结
第3章 电动汽车能量管理策略研究与应用
3.1 基于小波变换的功率分流策略
3.1.1 小波变换的可行性分析
3.1.2 小波变换的理论基础
3.1.3 基于小波变换的复合能量源功率分流策略
3.2 小波模糊控制能量管理策略研究
3.2.1 模糊控制器的优势
3.2.2 模糊控制器结构设计
3.2.3 模糊控制器输入输出语言变量
3.2.4 模糊控制器隶属度函数
3.2.5 模糊控制器规则制定
3.2.6 小波模糊控制仿真实验
3.3 基于动态规划的二次能量优化分配策略
3.3.1 动态规划简介
3.3.2 动态规划问题描述
3.3.3 动态规划求解过程
3.3.4 基于动态规划算法的模糊控制器二次优化
3.3.5 优化规则的提取
3.3.6 仿真实验验证
3.4 本章小结
第4章 能量管理策略台架实验设计
4.1 台架测试平台搭建
4.1.1 台架测试平台构成
4.1.2 台架测试方案设计
4.2 上位机监控软件设计
4.2.1 上位机监控软件功能设计
4.2.2 上位机监控软件程序设计
4.3 实验结果分析
4.4 本章小结
第5章 全文总结与展望
5.1 全文总结
5.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间获得与论文相关的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]美国2030年节能与新能源技术发展预测[J]. 郝瀚,陈康达,刘宗巍,赵福全. 汽车技术. 2018(02)
[2]电动汽车技术的现状分析与发展趋势研究[J]. 王高红. 电网与清洁能源. 2017(11)
[3]锂电池充放电模型及关键参数影响研究[J]. 刘娇娇. 电源技术. 2017(11)
[4]超级电容器能量密度的提升策略[J]. 郎俊伟,张旭,王儒涛,阎兴斌. 电化学. 2017(05)
[5]基于自适应小波阈值去噪和HT-LMD的电能质量扰动检测方法[J]. 唐圣学,付滔,李志刚. 电测与仪表. 2017(17)
[6]混合动力汽车转矩分配策略优化研究[J]. 李灿,杨靖,冯仁华,邓华,江武,张宇. 车用发动机. 2017(04)
[7]基于超级电容的混合储能器件研究现状及展望[J]. 黄士飞,帖炟,佟琦,赵玉峰. 自然杂志. 2017(04)
[8]专利视角下中美电动汽车技术发展比较分析[J]. 章博文,李显君,闫旭. 哈尔滨工业大学学报. 2017(07)
[9]基于小波分解-暂态信号的综合极性比较故障选线法[J]. 汪洋. 电网与清洁能源. 2017(06)
[10]磷酸铁锂电池恒流和恒功率测试特性比较[J]. 郭继鹏,钟国彬,徐凯琪,苏伟,项宏发. 蓄电池. 2017(03)
博士论文
[1]双能量源纯电动汽车能量管理关键技术的研究[D]. 杜爽.吉林大学 2015
[2]串联混合动力汽车能量管理策略优化研究[D]. 许世景.天津大学 2013
[3]纯电动汽车能量管理关键技术问题的研究[D]. 石庆升.山东大学 2009
硕士论文
[1]某型纯电动客车复合电源系统优化设计与控制[D]. 孙永健.吉林大学 2017
[2]纯电动汽车复合电源高效双向DC-DC变换器及能量管理研究[D]. 刘恩杰.江苏大学 2017
[3]电动汽车锂离子电池健康状态估计及寿命预测方法研究[D]. 周秀文.吉林大学 2016
[4]双源无轨电车的能量管理策略研究[D]. 黄美婷.北京交通大学 2016
[5]电动汽车复合电源能量管理策略研究[D]. 王同景.吉林大学 2015
[6]电动汽车复合电源系统功率分配策略研究[D]. 樊宇.大连理工大学 2014
[7]超级电容与锂电池混合动力系统能量控制研究及实现[D]. 林苗.武汉理工大学 2014
[8]基于SOC优化轨迹的插电式混合动力汽车模型预测控制[D]. 梁元波.重庆大学 2013
[9]纯电动车复合电源系统及其管理策略研究[D]. 董昊龙.北京工业大学 2013
[10]电动汽车复合电源关键技术的研究[D]. 周开文.武汉理工大学 2012
本文编号：3184764
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/yunyingzuzhiguanlilunwen/3184764.html
