超级电容关键技术及其在电动汽车中的应用研究
发布时间：2023-12-11 18:28
在过去的几十年内人类对于交通的需求越来越高,其中最重要也是保有量最高的交通工具是汽车。我国自改革开发以来,经济发展迅猛,已经成为全球最大的汽车消费市场。汽车不仅消耗了巨量的石油资源,加剧了高度依赖石油的能源危机,而且传统以汽油作为动力的汽车产生了大量的排放,给环境污染的治理带来了极大的不利影响。为了能源安全和环境保护,电动汽车因其不消耗石油能源,零排放等突出优势,在过去的十多年时间内,已经成为各主要工业国热捧的对象。然而制约电动汽车的发展因素也不少,从技术层面看,最大的瓶颈因素当属车载电储能源的问题。目前尚无任何一种电储能源在能量密度、功率密度、循环寿命、使用成本、可靠性这几个关键指标的综合性方面能够和传统的汽油燃料相比拟。在可以预见的较长一段时间内,单一电储能源很难在多个关键指标上同时取得突破性进展,因此普遍认为,将高能量密度的锂离子动力电池和高功率密度的超级电容组成复合储能系统是当下一个很有吸引力的选项。关于锂离子电池的研究相对比较丰富,但是针对车载超级电容的研究则相对匮乏,因此本课题聚焦超级电容在电动汽车中应用及其关键技术,展开系列研究。本文分析了现有超级电容的主要建模方法,并提...
【文章页数】：146 页
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
§1.1 课题的背景与意义
§1.1.1 课题的背景
§1.1.2 课题研究的目的和意义
§1.2 电动汽车车载储能技术研究现状
§1.2.1 锂离子电池
§1.2.2 超级电容
§1.2.3 燃料电池
§1.2.4 飞轮储能
§1.3 车载超级电容器应用及关键技术发展现状
§1.3.1 超级电容建模
§1.3.2 车载超级电容均压技术
§1.3.3 车载超级电容所组成的复合储能系统研究现状
§1.4 本课题的研究内容与论文结构
§1.4.1 课题研究的主要内容
§1.4.2 论文结构
参考文献
第2章 车载超级电容器建模研究
§2.1 超级电容器组成结构与工作原理
§2.2 双电层电容器经典物理模型
§2.3 超级电容器的电气等效电路模型—经典R-C等效电路模型
§2.4 基于支持向量机超级电容器建模
§2.4.1 支持向量机原理及建模思想
§2.4.2 实验验证
§2.5 本章小结
参考文献
第3章 超级电容器组均压原理及静态均压研究
§3.1 超级电容器组均压的基本原理
§3.1.1 单体参数的分散性对于端电压的负面效应分析
§3.1.2 串联超级电容器组均压的分类及特点
§3.2 串联超级电容器组静态均压技术研究
§3.2.1 静态均压技术基本原理及方法
§3.2.2 静态均压技术仿真分析
§3.2.3 静态均压技术实验平台
§3.3 静态均压技术实验研究
§3.4 本章小结
参考文献
第4章 电动汽车车载超级电容器组动态均压技术
§4.1 动态均压原理
§4.1.1 动态均压技术
§4.1.2 充电均压
§4.1.3 放电均压
§4.1.4 均压过程中“分流电容”状态分析
§4.1.5“分流电容”的选取
§4.1.6 动态均压过程分析
§4.1.7 动态均压仿真研究
§4.2 动态均压实验结果与分析
§4.2.1 充电均压实验结果与分析
§4.2.2 放电均压实验结果与分析
§4.3 本章小结
参考文献
第5章 一种新型车载基于超级电容的PVMI变换器研究
§5.1 现有多电平逆变器研究现状简述
§5.2 新型车载多电平逆变器设计与分析
§5.2.1 新型多电平逆变器的拓扑结构
§5.2.2 PVMI工作模式分析
§5.2.3 电路充放电分析及时间序列t的计算
§5.2.4 输出波形的傅里叶分析
§5.3 仿真研究
§5.4 实验分析研究
§5.5 新型PVMI电路特性分析研究
§5.6 本章小结
参考文献
第6章 基于超级电容的复合储能系统在电动汽车中的应用研究——建模与仿真
§6.1 引言
§6.2 系统基本模型
§6.2.1 超级电容简化模型
§6.2.2 基本控制规律
§6.3 能量回收控制策略
§6.3.1 功率平衡控制
§6.3.2 控制器设计的讨论
§6.4 基于Matlab/Simulink的能量控制模型与仿真研究
§6.4.1 超级电容的电流控制
§6.4.2 功率平衡的能量回收控制
§6.5 本章小结
参考文献
第7章 基于复合储能系统的制动能量回收系统——实验与验证
§7.1 引言
§7.2 制动能量回收系统的硬件介绍
§7.3 制动能量回收控制算法的测试软件介绍
§7.4 制动能量回收实验平台
§7.5 制动能量回收实验
§7.5.1 基本电机功率平衡控制实验
§7.5.2 考虑电机内阻的电机功率平衡控制实验
§7.5.3 直流母线电功率控制实验
§7.5.4 考虑电机电感暂态储能的电机功率平衡控制实验
§7.6 本章小结
参考文献
第8章 结论与展望
§8.1 全文总结
§8.2 课题展望与建议
攻读博士期间的学术成果
致谢
本文编号：3873112
【文章页数】：146 页
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
§1.1 课题的背景与意义
§1.1.1 课题的背景
§1.1.2 课题研究的目的和意义
§1.2 电动汽车车载储能技术研究现状
§1.2.1 锂离子电池
§1.2.2 超级电容
§1.2.3 燃料电池
§1.2.4 飞轮储能
§1.3 车载超级电容器应用及关键技术发展现状
§1.3.1 超级电容建模
§1.3.2 车载超级电容均压技术
§1.3.3 车载超级电容所组成的复合储能系统研究现状
§1.4 本课题的研究内容与论文结构
§1.4.1 课题研究的主要内容
§1.4.2 论文结构
参考文献
第2章 车载超级电容器建模研究
§2.1 超级电容器组成结构与工作原理
§2.2 双电层电容器经典物理模型
§2.3 超级电容器的电气等效电路模型—经典R-C等效电路模型
§2.4 基于支持向量机超级电容器建模
§2.4.1 支持向量机原理及建模思想
§2.4.2 实验验证
§2.5 本章小结
参考文献
第3章 超级电容器组均压原理及静态均压研究
§3.1 超级电容器组均压的基本原理
§3.1.1 单体参数的分散性对于端电压的负面效应分析
§3.1.2 串联超级电容器组均压的分类及特点
§3.2 串联超级电容器组静态均压技术研究
§3.2.1 静态均压技术基本原理及方法
§3.2.2 静态均压技术仿真分析
§3.2.3 静态均压技术实验平台
§3.3 静态均压技术实验研究
§3.4 本章小结
参考文献
第4章 电动汽车车载超级电容器组动态均压技术
§4.1 动态均压原理
§4.1.1 动态均压技术
§4.1.2 充电均压
§4.1.3 放电均压
§4.1.4 均压过程中“分流电容”状态分析
§4.1.5“分流电容”的选取
§4.1.6 动态均压过程分析
§4.1.7 动态均压仿真研究
§4.2 动态均压实验结果与分析
§4.2.1 充电均压实验结果与分析
§4.2.2 放电均压实验结果与分析
§4.3 本章小结
参考文献
第5章 一种新型车载基于超级电容的PVMI变换器研究
§5.1 现有多电平逆变器研究现状简述
§5.2 新型车载多电平逆变器设计与分析
§5.2.1 新型多电平逆变器的拓扑结构
§5.2.2 PVMI工作模式分析
§5.2.3 电路充放电分析及时间序列t的计算
§5.2.4 输出波形的傅里叶分析
§5.3 仿真研究
§5.4 实验分析研究
§5.5 新型PVMI电路特性分析研究
§5.6 本章小结
参考文献
第6章 基于超级电容的复合储能系统在电动汽车中的应用研究——建模与仿真
§6.1 引言
§6.2 系统基本模型
§6.2.1 超级电容简化模型
§6.2.2 基本控制规律
§6.3 能量回收控制策略
§6.3.1 功率平衡控制
§6.3.2 控制器设计的讨论
§6.4 基于Matlab/Simulink的能量控制模型与仿真研究
§6.4.1 超级电容的电流控制
§6.4.2 功率平衡的能量回收控制
§6.5 本章小结
参考文献
第7章 基于复合储能系统的制动能量回收系统——实验与验证
§7.1 引言
§7.2 制动能量回收系统的硬件介绍
§7.3 制动能量回收控制算法的测试软件介绍
§7.4 制动能量回收实验平台
§7.5 制动能量回收实验
§7.5.1 基本电机功率平衡控制实验
§7.5.2 考虑电机内阻的电机功率平衡控制实验
§7.5.3 直流母线电功率控制实验
§7.5.4 考虑电机电感暂态储能的电机功率平衡控制实验
§7.6 本章小结
参考文献
第8章 结论与展望
§8.1 全文总结
§8.2 课题展望与建议
攻读博士期间的学术成果
致谢
本文编号：3873112
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