电动汽车运行/制动能量回收与光储充电站的设计与研究
发布时间：2021-02-08 12:40
电动汽车运行过程中使用更清洁的电能提供动力,不产生汽车尾气且行驶过程噪音低,已经逐渐成为了我国能源发展的重心之一。尽管电动汽车的发展取得了一定程度上的进步,但是还有两个有待解决的问题阻碍其进一步发展:1)行驶里程无法满足出行要求;2)电动汽车充电系统建设不健全,且将充电负载完全接到电网中,势必会对电网电压稳定造成不良后果。制动能量回收技术是提高电动汽车行驶里程的重要手段。在电动汽车制动过程中由于电机的可逆作用会产生电能,如果能将这部分电能重新利用在车辆行驶中,车辆的行驶里程就会得到大幅度提升。而分布式光伏微电网技术是解决充电基础设施建设,以及电动汽车接入电网所带来问题的有效手段。本文主要针对上述两部分内容展开研究工作,具体研究内容如下:本文选择应用较广泛的电动公交车作为研究目标,提出了两种不同类型超级电容相结合的储能系统,应用于电动公交车的运行与制动能量回收。并搭建车辆运行与制动能量回收实验平台,重点研究不同负载运行时,超级电容的输出电压与消耗能量等关键参数;针对电动公交的不同制动工况,重点研究不同制动时间对车辆制动能量回收效率的影响。最后,关注了超级电容电动公交在连续运行工况下的功率...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光伏发电系统结构
浙江大学硕士学位论文绪论81.3电动汽车制动能量回收分析为了降低石油等化石燃料的消耗以及解决环境污染问题，我国正在努力扩大电动汽车市场规模。目前应用比较广泛的电动汽车类型主要是纯电动与混合动力。混合动力汽车相较于传统燃油汽车，污染物排放更少，更环保。但由于系统安全性设计及空间限制等因素，车辆还需要依靠燃油发动机提供能量，严格来讲并不是真正符合低碳社会的发展。纯电动汽车的动力全部来源于电能，无污染、噪音低，是汽车企业研究的重点。推进电动汽车行业发展的关键之一就是制动能量回收技术的研究。电动汽车在制动过程中，电动机由于反向力矩的作用处于发电机工作模式，从而产生电能。如果能将这部分电能存储到储能系统中再利用，会使得能量利用效率得以提升，以此来提高车辆行驶里程。研究表明，通过回收再利用电动汽车制动能量，可以使车辆的行驶里程增加10%-30%[37]，具有很高的社会与经济意义。1.3.1制动能量回收原理介绍传统的燃油汽车在制动过程中，通过制动装置对车轮的摩擦作用使车辆减速停车，在此过程中汽车本身的动能通过摩擦产生的热能浪费掉。电动汽车在正常行驶过程中，储能系统向电机供电，电机处于电动运行状态。在进行制动的过程中，电动汽车可由电机提供一部分甚至全部的制动力，在保证汽车制动安全性的同时可以回收一部分的动能储存在蓄电池中，以供再次利用[51]，该过程也称为“制动运行状态”。纯电动汽车的运行与制动是能量流向相反的两个过程。电动汽车运行时系统各部件的状态与能量流向如图1.3所示。图1.3制动过程中能量流程图
浙江大学硕士学位论文运行与制动能量回收系统平台设计19在经过对超级电容公交车运行系统的设计工作之后，电动公交车运行系统实物图如图2.5所示。图2.5超级电容公交车运行系统实物图2.3电动公交制动系统设计相较于家用电动轿车，身为公共交通系统中的电动公交车，可调控性与运行规律性更强，具备更可观的制动能量回收潜力。因此，如果能够为电动公交车配备一套制动能量回收储能单元，必将会节约更多的电能。利用功率密度表现优秀的EDLC（双电层）超级电容作为储能单元，用于制动能量回收，是当前储能系统中的主要选择之一。这是因为EDLC具备很高的充放电能力，在车辆制动的短暂时间内可以更有效的回收并储存制动能量。2.3.1制动系统结构设计电动公交车的制动系统区别于传统燃油公交车的地方在于，电动公交车可以采用电制动的方式进行制动能量回收。因此，制动系统安全性与整体性对于电动公交车来讲，是十分重要的。制动能量回收系统主要由车辆制动装置与接收能量的储能单元组成，如图2.6所示。图2.6制动能量回收系统组成结构图制动能量回收系统刹车装置回馈单元储能系统接收信号接收能量产生能量
【参考文献】：
期刊论文
[1]2018年上半年光伏建设运行情况[J]. 中国能源. 2018(08)
[2]规模化储能技术在电力系统中的需求与应用分析[J]. 吴盛军,徐青山,袁晓冬,陈兵,李强. 电气工程学报. 2017(08)
[3]含分布式混合储能系统的光伏直流微网能量管理策略[J]. 李培强,段克会,董彦婷,贺悝,谭庄熙. 电力系统保护与控制. 2017(13)
[4]纯电动汽车制动能量回收评价方法研究[J]. 初亮,刘达亮,刘宏伟,蔡健伟,赵迪. 汽车工程. 2017(04)
[5]基于列生成算法的电动公交车辆调度计划优化研究[J]. 杨扬,关伟,马继辉. 交通运输系统工程与信息. 2016(05)
[6]储能技术在电力系统中的应用[J]. 耿晓超,朱全友,郭昊,段春明,崔寒松. 智能电网. 2016(01)
[7]计及电动汽车和光伏—储能的微网能量优化管理[J]. 苏粟,蒋小超,王玮,姜久春,V.G.AGELIDIS,耿婧. 电力系统自动化. 2015(09)
[8]城市公交车制动能量回收方式综述[J]. 秦瑞,王文竹,石磊. 时代农机. 2015(04)
[9]基于支持向量机的纯电动公交车充/换电站日负荷预测[J]. 刘文霞,徐晓波,周樨. 电力自动化设备. 2014(11)
[10]电动汽车运行模拟以及超级电容能量回收系统设计[J]. 闫文龙,付成伟. 现代电子技术. 2014(21)
博士论文
[1]电动汽车充电站选址问题研究[D]. 朱志红.北京交通大学 2018
硕士论文
[1]新能源汽车行业政府补贴对研发支出和绩效影响的实证研究[D]. 崔帅.浙江大学 2019
[2]分布式驱动电动汽车再生制动与ABS协同控制研究[D]. 于海峰.吉林大学 2018
[3]光伏微电网发电预测与经济运行研究[D]. 张程熠.浙江大学 2017
[4]锂电池储能系统在混合动力动车组中的应用研究[D]. 贾晓光.北京交通大学 2015
[5]电动汽车充电站规划方法及运营模式研究[D]. 何战勇.北京交通大学 2012
[6]电动汽车制动能量回收系统的研究[D]. 张新.西南交通大学 2011
本文编号：3023935
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光伏发电系统结构
浙江大学硕士学位论文绪论81.3电动汽车制动能量回收分析为了降低石油等化石燃料的消耗以及解决环境污染问题，我国正在努力扩大电动汽车市场规模。目前应用比较广泛的电动汽车类型主要是纯电动与混合动力。混合动力汽车相较于传统燃油汽车，污染物排放更少，更环保。但由于系统安全性设计及空间限制等因素，车辆还需要依靠燃油发动机提供能量，严格来讲并不是真正符合低碳社会的发展。纯电动汽车的动力全部来源于电能，无污染、噪音低，是汽车企业研究的重点。推进电动汽车行业发展的关键之一就是制动能量回收技术的研究。电动汽车在制动过程中，电动机由于反向力矩的作用处于发电机工作模式，从而产生电能。如果能将这部分电能存储到储能系统中再利用，会使得能量利用效率得以提升，以此来提高车辆行驶里程。研究表明，通过回收再利用电动汽车制动能量，可以使车辆的行驶里程增加10%-30%[37]，具有很高的社会与经济意义。1.3.1制动能量回收原理介绍传统的燃油汽车在制动过程中，通过制动装置对车轮的摩擦作用使车辆减速停车，在此过程中汽车本身的动能通过摩擦产生的热能浪费掉。电动汽车在正常行驶过程中，储能系统向电机供电，电机处于电动运行状态。在进行制动的过程中，电动汽车可由电机提供一部分甚至全部的制动力，在保证汽车制动安全性的同时可以回收一部分的动能储存在蓄电池中，以供再次利用[51]，该过程也称为“制动运行状态”。纯电动汽车的运行与制动是能量流向相反的两个过程。电动汽车运行时系统各部件的状态与能量流向如图1.3所示。图1.3制动过程中能量流程图
浙江大学硕士学位论文运行与制动能量回收系统平台设计19在经过对超级电容公交车运行系统的设计工作之后，电动公交车运行系统实物图如图2.5所示。图2.5超级电容公交车运行系统实物图2.3电动公交制动系统设计相较于家用电动轿车，身为公共交通系统中的电动公交车，可调控性与运行规律性更强，具备更可观的制动能量回收潜力。因此，如果能够为电动公交车配备一套制动能量回收储能单元，必将会节约更多的电能。利用功率密度表现优秀的EDLC（双电层）超级电容作为储能单元，用于制动能量回收，是当前储能系统中的主要选择之一。这是因为EDLC具备很高的充放电能力，在车辆制动的短暂时间内可以更有效的回收并储存制动能量。2.3.1制动系统结构设计电动公交车的制动系统区别于传统燃油公交车的地方在于，电动公交车可以采用电制动的方式进行制动能量回收。因此，制动系统安全性与整体性对于电动公交车来讲，是十分重要的。制动能量回收系统主要由车辆制动装置与接收能量的储能单元组成，如图2.6所示。图2.6制动能量回收系统组成结构图制动能量回收系统刹车装置回馈单元储能系统接收信号接收能量产生能量
【参考文献】：
期刊论文
[1]2018年上半年光伏建设运行情况[J]. 中国能源. 2018(08)
[2]规模化储能技术在电力系统中的需求与应用分析[J]. 吴盛军,徐青山,袁晓冬,陈兵,李强. 电气工程学报. 2017(08)
[3]含分布式混合储能系统的光伏直流微网能量管理策略[J]. 李培强,段克会,董彦婷,贺悝,谭庄熙. 电力系统保护与控制. 2017(13)
[4]纯电动汽车制动能量回收评价方法研究[J]. 初亮,刘达亮,刘宏伟,蔡健伟,赵迪. 汽车工程. 2017(04)
[5]基于列生成算法的电动公交车辆调度计划优化研究[J]. 杨扬,关伟,马继辉. 交通运输系统工程与信息. 2016(05)
[6]储能技术在电力系统中的应用[J]. 耿晓超,朱全友,郭昊,段春明,崔寒松. 智能电网. 2016(01)
[7]计及电动汽车和光伏—储能的微网能量优化管理[J]. 苏粟,蒋小超,王玮,姜久春,V.G.AGELIDIS,耿婧. 电力系统自动化. 2015(09)
[8]城市公交车制动能量回收方式综述[J]. 秦瑞,王文竹,石磊. 时代农机. 2015(04)
[9]基于支持向量机的纯电动公交车充/换电站日负荷预测[J]. 刘文霞,徐晓波,周樨. 电力自动化设备. 2014(11)
[10]电动汽车运行模拟以及超级电容能量回收系统设计[J]. 闫文龙,付成伟. 现代电子技术. 2014(21)
博士论文
[1]电动汽车充电站选址问题研究[D]. 朱志红.北京交通大学 2018
硕士论文
[1]新能源汽车行业政府补贴对研发支出和绩效影响的实证研究[D]. 崔帅.浙江大学 2019
[2]分布式驱动电动汽车再生制动与ABS协同控制研究[D]. 于海峰.吉林大学 2018
[3]光伏微电网发电预测与经济运行研究[D]. 张程熠.浙江大学 2017
[4]锂电池储能系统在混合动力动车组中的应用研究[D]. 贾晓光.北京交通大学 2015
[5]电动汽车充电站规划方法及运营模式研究[D]. 何战勇.北京交通大学 2012
[6]电动汽车制动能量回收系统的研究[D]. 张新.西南交通大学 2011
本文编号：3023935
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