特种车辆高压供电系统与能量管理策略研究

发布时间：2020-06-03 17:54

【摘要】：特种车辆先进武器装备如电热化学炮、电磁炮和电磁装甲的发展,使特种车辆对电能需求越来越大,如何满足特种车辆日益增加的电能需求成为一大研究热点。混合动力特种车辆和全电特种车辆能够同时实现降低燃油消耗和保障车辆电能需求的目标,成为我国特种车辆发展的主要方向。为了满足特种车辆对电能的需求,特种车辆高压供电系统成为关键技术。本文特种车辆高压供电系统采用直流母线额定电压600V,磷酸铁锂电池额定电压300V,额定容量为25Ah,超级电容额定电压300V,额定容量为6F。首先对特种车辆高压供电系统的结构进行分析,选择了本文采用的高压供电系统结构,并对所选结构的工作原理进行了详细的分析。然后,对高压供电系统中的蓄电池和超级电容建立相应的数学模型,同时对双向DC/DC变换器的类型进行选择并分析其工作原理,建立了相应的数学模型。其次,针对本文选定的特种车辆高压供电系统,分别采用传统的基于逻辑门限的能量管理策略和基于模糊逻辑的能量管理策略进行建模。由于传统方法存在的缺点,进而提出了基于自适应滤波器的能量管理策略。本文着重对基于模糊逻辑的能量管理策略和基于自适应滤波器的能量管理策略进行研究。在建立特种车辆高压供电系统仿真模型的基础上,对两种能量管理策略进行了仿真研究,实验结果对比表面,基于自适应滤波器的能量管理策略具有更好的性能。最后对特种车辆高压供电系统整体建立半实物仿真平台。半实物仿真平台包括RT-LAB、MATLAB/Simulink、特种车辆高压供电系统配置软件、双向DC/DC变换器、磷酸铁锂电池和超级电容六个部分。通过半实物仿真平台对特种车辆高压供电系统与能量管理策略进行验证。实验结果表明,本文设计的基于自适应滤波器的能量管理策略具有良好的能量管理性能,能够针对起动、加速、巡航及制动等工况,合理分配高压供电系统各部分输出的能量,提高了高压供电系统的工作效率。
【图文】：

能够降低蓄电池的峰值电流和电流波动，减少频繁大电流充放电对蓄电池的影响，逡逑车辆的能量利用率、续航能力和可靠性。逡逑特种车辆高压供电系统国内外研究现状逡逑车辆供电系统的研宄是国内外新能源车辆领域研宄的热点。不同的供电系统拓扑结逡逑发挥蓄电池和超级电容各自的优势有直接影响。逡逑．１国外研究现状逡逑克莱斯勒公司的ＪｉａｎＣａｏ—提出的供电系统结构如图丨．１所示，该系统将超级电容逡逑接并联在电压母线上，使超级电容直接参与稳压，，在母线电压发生变化时，能够迅速逡逑用，提高了电能利用率，同时，使负载对蓄电池的功率需求曲线也足够平滑。这种结逡逑能够降低供电系统对蓄电池组的能量需求，并有利于提高电池寿命。但是，这种结构逡逑能对超级电容的充放电进行控制，降低了超级电容的利用率，且该结构形式没有考虑逡逑母线电压较高时的情况。逡逑

Ｆｉｇ．邋１．２邋Ｔｈｅ邋ｂａｔｔｅｉｙ邋ｉｓ邋ｄｉｒｅｃｔｌｙ邋ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ邋ｔｏ邋ｔｈｅ邋ｂｕｓ逡逑为了充分发挥蓄电池和超级电容各自的特点，研究者在单变换器的基础上提出了多逡逑变换器结构的供电系统，其结构形式如图１．３所示。逡逑港电腿逦＼ｆＬｔ逦＿逦ｕｂｕｓ逦n逡逑乫

本文编号：2695181