基于深度模糊控制网络的双能量源纯电动汽车能量管理策略研究
发布时间：2021-11-19 03:01
续驶里程短、电池成本高是现阶段制约纯电动汽车普及发展的重要因素,双能量源纯电动汽车通过增加额外的储能装置,可以进一步延长整车的续驶里程并提升动力性能表现。本文针对搭载磷酸铁锂电池组和超级电容作为复合储能系统的双能量源纯电动汽车,提出了一种基于深度模糊控制网络的能量管理策略,以优化磷酸铁锂电池组和超级电容二者之间的功率分配,从而提高复合储能系统的工作效率和安全性。本文研究的主要内容如下:首先,根据电动汽车常见动力电池的类型和试验特性,确定复合储能系统由磷酸铁锂电池组和超级电容构成,详细介绍了复合储能系统的串联、并联和混联形式以及各自的优缺点。根据DC/DC转换器的工作原理和设计要求,提出通过在超级电容支路增加DC/DC转换器的布置形式以实现对超级电容输出占比的控制。详细分析了纯电动汽车在行驶过程中需求功率的变化情况以及复合储能系统对应的四种工作模式,从而确定在能量管理策略中实现功率分配的控制主体为超级电容。提出复合储能系统的能量管理问题,建立功率分配的数学模型,进一步确定模型的优化目标、控制变量和约束条件。其次,在AVL Cruise和MATLAB Simulink环境中建立车辆模型和控...
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
能量管理控制策略归类图
昆明理工大学硕士学位论文11第二章复合储能系统的构成2.1动力电池的性能分析与选择动力电池作为纯电动汽车唯一的动力来源，其性能的好坏直接影响到整车的续驶里程和动力性能表现。能够满足纯电动汽车使用要求的动力电池需具备以下几个特性：能量密度高、功率密度高、使用寿命长、充电时间短、安全性能好，价格成本低[36]。目前动力电池主要分为化学电池、物理电池和生物电池三类，如图2-1所示，其中化学电池和物理电池已经应用于量产电动汽车中，生物电池则被视为未来电动汽车发展的重要方向之一[37]。图2-1动力电池分类本文根据不同种类动力电池的性能差异，提取能量密度、功率密度、循环次数和安全性等特征参数，作为复合储能系统动力电池选型的重要参考依据。能量密度（Wh/kg）：单位质量的电池所释放的能量，又称比能量，是影响电动汽车续驶里程和整车质量的重要指标；功率密度（W/kg）：单位质量的电池所输出的功率，又称比功率，是评价动力电池能否满足电动汽车爬坡和加速能力要求的重要指标；循环次数：电池在不能正常工作之前所能循环使用的总次数。目前，市场上存在的不同种类车载动力电池的性能差异如表2-1所示。表2-1几类动力电池性能差异的比较类型能量密度功率密度循环次数安全性代表车型
昆明理工大学硕士学位论文132.2磷酸铁锂电池的工作原理和特性分析磷酸铁锂（LiFePO4）电池是一种非线性的化学电源，在充放电过程中存在着化学能和电能之间的相互转化。充分了解和掌握磷酸铁锂电池的工作原理和特性是对复合储能系统进行功率分配的前提条件，本文以力朗26650磷酸铁锂电池为实验对象，利用美国Arbin单体电池充放电测试设备，上海品顿高低温控制箱和计算机开展相关试验，其中试验设备和磷酸铁锂电池如图2-2所示。（a）试验设备（b）力朗26650磷酸铁锂电池图2-2试验设备2.2.1工作原理磷酸铁锂电池是以磷酸铁锂作为正极材料，以石墨作为负极材料的一类锂离子电池，其内部含有隔膜，隔膜材质通常为聚丙烯（PP）或聚乙烯（PE）。磷酸铁锂电池的内部结构如图2-3所示。图2-3磷酸铁锂电池的内部结构
【参考文献】：
期刊论文
[1]复合电源纯电动汽车能量管理研究[J]. 邢峰,杨慎,熊峰. 内蒙古师范大学学报(自然科学汉文版). 2018(06)
[2]纯电动汽车动力电池技术研究[J]. 张友龙,袁文强,芮凯,朱成燕. 汽车实用技术. 2018(17)
[3]电动汽车用磷酸铁锂电池充放电特性实验研究[J]. 姜标,张向文. 电源技术. 2018(04)
[4]氢燃料电池技术应用现状及发展趋势分析[J]. 程一步. 石油石化绿色低碳. 2018(02)
[5]基于改进人工蜂群算法的复合电源电动车FSM-Fuzzy能量管理策略[J]. 宋晓琳,任祥喜. 现代制造工程. 2018(03)
[6]基于卷积神经网络的随机梯度下降算法[J]. 王功鹏,段萌,牛常勇. 计算机工程与设计. 2018(02)
[7]不同电池布置的纯电动汽车平顺性与振动分析研究[J]. 马宁,张宇和. 机械制造与自动化. 2017(06)
[8]基于模糊控制理论的纯电动汽车制动系统[J]. 郑颖,郑显锋,张旺,王泽萧,雷仁波. 国外电子测量技术. 2017(12)
[9]基于MPC与EKF算法的电动汽车状态估计与横向稳定性控制[J]. 邓涛,罗俊林,汪明明. 汽车安全与节能学报. 2017(03)
[10]基于安时法的锂离子电池SOC估计实时校正方法[J]. 刘雄飞,崔彬,刘俊杰,林勇. 汽车安全与节能学报. 2017(02)
硕士论文
[1]电动汽车制动能量回收控制系统的研究[D]. 刘正炳.安徽理工大学 2017
[2]锂离子混合超级电容器的材料制备及其研究[D]. 邵一倴.南京理工大学 2017
[3]纯电动汽车复合储能系统参数匹配及控制策略研究[D]. 肖军.重庆大学 2015
[4]BP神经网络在专利价值评估中的应用研究[D]. 胡启超.哈尔滨工业大学 2013
[5]基于ADVISOR的复合电源电动汽车仿真软件的开发[D]. 秦绪鑫.长安大学 2010
本文编号：3504149
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
能量管理控制策略归类图
昆明理工大学硕士学位论文11第二章复合储能系统的构成2.1动力电池的性能分析与选择动力电池作为纯电动汽车唯一的动力来源，其性能的好坏直接影响到整车的续驶里程和动力性能表现。能够满足纯电动汽车使用要求的动力电池需具备以下几个特性：能量密度高、功率密度高、使用寿命长、充电时间短、安全性能好，价格成本低[36]。目前动力电池主要分为化学电池、物理电池和生物电池三类，如图2-1所示，其中化学电池和物理电池已经应用于量产电动汽车中，生物电池则被视为未来电动汽车发展的重要方向之一[37]。图2-1动力电池分类本文根据不同种类动力电池的性能差异，提取能量密度、功率密度、循环次数和安全性等特征参数，作为复合储能系统动力电池选型的重要参考依据。能量密度（Wh/kg）：单位质量的电池所释放的能量，又称比能量，是影响电动汽车续驶里程和整车质量的重要指标；功率密度（W/kg）：单位质量的电池所输出的功率，又称比功率，是评价动力电池能否满足电动汽车爬坡和加速能力要求的重要指标；循环次数：电池在不能正常工作之前所能循环使用的总次数。目前，市场上存在的不同种类车载动力电池的性能差异如表2-1所示。表2-1几类动力电池性能差异的比较类型能量密度功率密度循环次数安全性代表车型
昆明理工大学硕士学位论文132.2磷酸铁锂电池的工作原理和特性分析磷酸铁锂（LiFePO4）电池是一种非线性的化学电源，在充放电过程中存在着化学能和电能之间的相互转化。充分了解和掌握磷酸铁锂电池的工作原理和特性是对复合储能系统进行功率分配的前提条件，本文以力朗26650磷酸铁锂电池为实验对象，利用美国Arbin单体电池充放电测试设备，上海品顿高低温控制箱和计算机开展相关试验，其中试验设备和磷酸铁锂电池如图2-2所示。（a）试验设备（b）力朗26650磷酸铁锂电池图2-2试验设备2.2.1工作原理磷酸铁锂电池是以磷酸铁锂作为正极材料，以石墨作为负极材料的一类锂离子电池，其内部含有隔膜，隔膜材质通常为聚丙烯（PP）或聚乙烯（PE）。磷酸铁锂电池的内部结构如图2-3所示。图2-3磷酸铁锂电池的内部结构
【参考文献】：
期刊论文
[1]复合电源纯电动汽车能量管理研究[J]. 邢峰,杨慎,熊峰. 内蒙古师范大学学报(自然科学汉文版). 2018(06)
[2]纯电动汽车动力电池技术研究[J]. 张友龙,袁文强,芮凯,朱成燕. 汽车实用技术. 2018(17)
[3]电动汽车用磷酸铁锂电池充放电特性实验研究[J]. 姜标,张向文. 电源技术. 2018(04)
[4]氢燃料电池技术应用现状及发展趋势分析[J]. 程一步. 石油石化绿色低碳. 2018(02)
[5]基于改进人工蜂群算法的复合电源电动车FSM-Fuzzy能量管理策略[J]. 宋晓琳,任祥喜. 现代制造工程. 2018(03)
[6]基于卷积神经网络的随机梯度下降算法[J]. 王功鹏,段萌,牛常勇. 计算机工程与设计. 2018(02)
[7]不同电池布置的纯电动汽车平顺性与振动分析研究[J]. 马宁,张宇和. 机械制造与自动化. 2017(06)
[8]基于模糊控制理论的纯电动汽车制动系统[J]. 郑颖,郑显锋,张旺,王泽萧,雷仁波. 国外电子测量技术. 2017(12)
[9]基于MPC与EKF算法的电动汽车状态估计与横向稳定性控制[J]. 邓涛,罗俊林,汪明明. 汽车安全与节能学报. 2017(03)
[10]基于安时法的锂离子电池SOC估计实时校正方法[J]. 刘雄飞,崔彬,刘俊杰,林勇. 汽车安全与节能学报. 2017(02)
硕士论文
[1]电动汽车制动能量回收控制系统的研究[D]. 刘正炳.安徽理工大学 2017
[2]锂离子混合超级电容器的材料制备及其研究[D]. 邵一倴.南京理工大学 2017
[3]纯电动汽车复合储能系统参数匹配及控制策略研究[D]. 肖军.重庆大学 2015
[4]BP神经网络在专利价值评估中的应用研究[D]. 胡启超.哈尔滨工业大学 2013
[5]基于ADVISOR的复合电源电动汽车仿真软件的开发[D]. 秦绪鑫.长安大学 2010
本文编号：3504149
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