基于锂电池与超级电容的电动汽车混合动力系统能量管理研究
发布时间：2021-04-19 20:03
电动汽车因其节能环保的优点受到人们广泛青睐。目前大多数电动汽车以锂电池作为主要能源,然而单独使用锂电池可能导致电池组过热并缩短其寿命,需要配合辅助能源使用。超级电容可以实现快速充放电,而且功率密度大、瞬时功率高,可以与锂电池组成混合动力系统作为动力源。本文针对混合动力系统的能量管理进行了以下研究:首先,概述了本文的研究背景,分析目前国内外能量管理策略的发展现状以及主要研究方法,针对传统能量管理策略中存在的不足,提出了本文的主要研究内容。介绍了实验所采用的电动汽车研究实验平台,并根据各储能单元的工作原理及特性建立了锂电池和超级电容的等效模型,推导了汽车运行所需功率与速度的关系。其次,为了降低混合动力系统的能量损耗,在基于规则的能量管理策略的基础上,设计了两种能量管理策略:基于规则与非线性预测控制的复合能源管理策略以及基于规则与Q-learning增强学习的复合能源管理策略。两种策略中,在汽车处于驱动状态时,分别通过非线性预测控制以及Q-leaming增强学习完成对混合动力系统的能量管理,其他情况则直接根据规则进行能量管理。最后,在MATLAB仿真平台与电动汽车实验平台上选取ECE及UDD...
【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】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外电动汽车发展及现状
1.2.1 国外电动汽车发展及现状
1.2.2 国内电动汽车发展及现状
1.3 能量管理策略国内外研究现状
1.4 本文研究内容及章节安排
第2章 实验平台介绍和混合动力系统模型
2.1 电动汽车实验平台介绍
2.1.1 实验平台硬件介绍
2.1.2 实验平台软件介绍
2.2 混合动力系统建模
2.2.1 锂电池等效模型
2.2.2 超级电容等效模型
2.2.3 混合动力系统状态方程
2.2.4 车辆速度功率模型
2.3 本章小结
第3章 基于规则与基于模糊控制的能量管理策略
3.1 基于规则的能量管理策略
3.2 基于模糊控制的能量管理策略
3.2.1 模糊能量管理控制器设计
3.2.2 输入输出变量的选择与量化
3.2.3 隶属度函数的确定
3.2.4 模糊规则的确定
3.2.5 去模糊化
3.3 本章小结
第4章 基于规则与非线性预测控制的能量管理策略
4.1 基于非线性预测控制的能量管理策略
4.1.1 基于非线性预测控制的能量管理策略设计
4.1.2 利用二次规划法求解目标函数
4.1.3 非线性预测控制的能量管理策略的过程
4.2 仿真结果分析与比较
4.3 实验结果比较与分析
4.4 本章小结
第5章 基于规则与Q-learning的能量管理策略
5.1 基于Q-learning增强学习的能量管理策略设计
5.1.1 策略π
5.1.2 系统状态量S
5.1.3 动作量a
5.1.4 价值函数Q
5.2 基于规则与Q-learning增强学习策略的过程
5.3 仿真结果比较与分析
5.4 实验结果比较与分析
5.5 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历
攻读硕士学位期间主要的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池三元层状氧化物正极材料的研究进展[J]. 翟彦武,张继成,赵虎,胡中波,刘向峰. 工程研究-跨学科视野中的工程. 2017(06)
[2]基于遗传算法的锂离子电池等效电路参数识别[J]. 姚静,虞随,胡婧昕. 计算机测量与控制. 2017(11)
[3]基于进化-增强学习方法的插电式混合动力公交车能量管理策略[J]. 陈征,刘亚辉,杨芳. 机械工程学报. 2017(16)
[4]电动汽车的关键技术与商业化发展前景[J]. 滕巨辉,孙伟. 现代制造技术与装备. 2017(02)
[5]混合动力汽车制动能量回收控制方法的研究[J]. 刘正炳,陈志飞. 黑龙江科技信息. 2016(36)
[6]汽车尾气对环境的影响及治理[J]. 靳显浩,刘航. 资源节约与环保. 2015(05)
[7]磷酸铁锂动力电池日历寿命加速测试与拟合[J]. 王芳,樊彬,刘仕强,肖成伟,张文华. 电源技术. 2015(01)
[8]电动汽车发展现状研究[J]. 刘悦,刘若成. 科学咨询（科技·管理）. 2014(10)
[9]锂离子电池基础科学问题（Ⅷ）——负极材料[J]. 罗飞,褚赓,黄杰,孙洋,李泓. 储能科学与技术. 2014(02)
[10]铅酸蓄电池在混合电动汽车中的应用现状与研究进展[J]. 孙晓娟,杨家宽,张伟,胡雨辰,朱新锋,袁喜庆. 蓄电池. 2013(05)
博士论文
[1]混合动力电动汽车控制系统设计与能量管理策略研究[D]. 胡悦.中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院) 2018
硕士论文
[1]基于城市轨道交通车辆的超级电容储能系统的研究[D]. 王雪迪.北京交通大学 2008
本文编号：3148216
【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】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外电动汽车发展及现状
1.2.1 国外电动汽车发展及现状
1.2.2 国内电动汽车发展及现状
1.3 能量管理策略国内外研究现状
1.4 本文研究内容及章节安排
第2章 实验平台介绍和混合动力系统模型
2.1 电动汽车实验平台介绍
2.1.1 实验平台硬件介绍
2.1.2 实验平台软件介绍
2.2 混合动力系统建模
2.2.1 锂电池等效模型
2.2.2 超级电容等效模型
2.2.3 混合动力系统状态方程
2.2.4 车辆速度功率模型
2.3 本章小结
第3章 基于规则与基于模糊控制的能量管理策略
3.1 基于规则的能量管理策略
3.2 基于模糊控制的能量管理策略
3.2.1 模糊能量管理控制器设计
3.2.2 输入输出变量的选择与量化
3.2.3 隶属度函数的确定
3.2.4 模糊规则的确定
3.2.5 去模糊化
3.3 本章小结
第4章 基于规则与非线性预测控制的能量管理策略
4.1 基于非线性预测控制的能量管理策略
4.1.1 基于非线性预测控制的能量管理策略设计
4.1.2 利用二次规划法求解目标函数
4.1.3 非线性预测控制的能量管理策略的过程
4.2 仿真结果分析与比较
4.3 实验结果比较与分析
4.4 本章小结
第5章 基于规则与Q-learning的能量管理策略
5.1 基于Q-learning增强学习的能量管理策略设计
5.1.1 策略π
5.1.2 系统状态量S
5.1.3 动作量a
5.1.4 价值函数Q
5.2 基于规则与Q-learning增强学习策略的过程
5.3 仿真结果比较与分析
5.4 实验结果比较与分析
5.5 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历
攻读硕士学位期间主要的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]锂离子电池三元层状氧化物正极材料的研究进展[J]. 翟彦武,张继成,赵虎,胡中波,刘向峰. 工程研究-跨学科视野中的工程. 2017(06)
[2]基于遗传算法的锂离子电池等效电路参数识别[J]. 姚静,虞随,胡婧昕. 计算机测量与控制. 2017(11)
[3]基于进化-增强学习方法的插电式混合动力公交车能量管理策略[J]. 陈征,刘亚辉,杨芳. 机械工程学报. 2017(16)
[4]电动汽车的关键技术与商业化发展前景[J]. 滕巨辉,孙伟. 现代制造技术与装备. 2017(02)
[5]混合动力汽车制动能量回收控制方法的研究[J]. 刘正炳,陈志飞. 黑龙江科技信息. 2016(36)
[6]汽车尾气对环境的影响及治理[J]. 靳显浩,刘航. 资源节约与环保. 2015(05)
[7]磷酸铁锂动力电池日历寿命加速测试与拟合[J]. 王芳,樊彬,刘仕强,肖成伟,张文华. 电源技术. 2015(01)
[8]电动汽车发展现状研究[J]. 刘悦,刘若成. 科学咨询（科技·管理）. 2014(10)
[9]锂离子电池基础科学问题（Ⅷ）——负极材料[J]. 罗飞,褚赓,黄杰,孙洋,李泓. 储能科学与技术. 2014(02)
[10]铅酸蓄电池在混合电动汽车中的应用现状与研究进展[J]. 孙晓娟,杨家宽,张伟,胡雨辰,朱新锋,袁喜庆. 蓄电池. 2013(05)
博士论文
[1]混合动力电动汽车控制系统设计与能量管理策略研究[D]. 胡悦.中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院) 2018
硕士论文
[1]基于城市轨道交通车辆的超级电容储能系统的研究[D]. 王雪迪.北京交通大学 2008
本文编号：3148216
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/3148216.html
