混合动力电动汽车HESS研究

发布时间：2017-11-18 11:00

  本文关键词：混合动力电动汽车HESS研究

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【摘要】：随着日益严重的环境问题和动力电池技术的不断突破,节能环保型的电动汽车备受世界各国亲睐。混合动力电动汽车(简称HEV)能够攻克电源驱动EV和汽油驱动的传统汽车的缺点,将驱动能量损失降到最低,将系统效率提到最大。相较于纯电动汽车的无污染、无噪音、结构简单但续驶里程短、成本高的特点,混合动力电动汽车具有最佳的燃油经济性、行驶里程远、可缩短充电时间等好处。为提高混合动力汽车能量存储体系效率,要求电池充、放电速率高,时间短,这就要求混合动力汽车所使用的蓄电池必需同时具备高能量密度和高比功率,单一的蓄电池储能系统(Battery Energy Storage System,BESS)实现起来较困难,因此,本文采用混合能量存储系统(Hybrid Energy Storage System,HESS)。本文对HEV的储能系统进行研究,针对动力电池在混动汽车中频繁大功率充放电的问题,采用了超级电容器(UC)、电池共同用作能量存储系统,利用超级电容器高功率特性和动力电池高比能量特性来改善储能系统的性能。超级电容器可以在车辆频繁启动、停车、加速或者减速时用以处理道路瞬变负载。提高整车能量利用率。本文研究了混合能量存储系统,对其模型改进,采用了一种工作在零电压转换软开关的变换器,用此双向BUCK变换器连接UC与电池,可以实现双向任意升降压。为了提高DC/DC变换器的转换效率,针对传统PID控制器受制于人工操作,超调时间长,稳态误差大,提出了采用改进自适应遗传算法对控制器参数优化,相比于传统PID控制器,在初始参数相同条件下,后者的超调量更小,稳态误差更小,能进一步改善HESS的能量利用率。在MATLAB/Simulink建立超级电容、动力电源和控制系统的动态模型,并在ADVISOR中实现。结果显示:优化后的HESS系统电流波动范围减小,电池电流最大值从100A降低到30A左右,可见自适应遗传算法优化控制器对过充、过放起到了很好的控制作用。通过实验对比,发现经过优化的HESS能量效率提高了15.25%,实现了对混合储能系统中电池和超级电容能量的合理分配,验证了自适应遗传算法优化控制器对HESS的有用性。实现了对电池保护,延长了电池寿命。
【学位授予单位】：河南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72

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本文编号：1199524