基于双能量源的电动汽车充电策略与控制技术研究
发布时间：2022-01-14 10:04
目前电动汽车广泛应用锂离子动力电池作为单一车载能源,难以同时满足电动汽车高能量密度和高功率密度的要求。超级电容器具有功率密度高、内阻小、工作温度范围宽和循环寿命高等优点。虽然单体储存能量较低无法作为电动汽车的主要驱动能源,但能通过与动力电池构成复合电源系统来充分发挥两种储能系统的优点,具有良好的应用前景。本文以搭载了双能量源的电动汽车为研究对象。首先对磷酸铁锂电池和超级电容器基础属性进行了深入研究。其中磷酸铁锂电池以二阶RC模型为基础,通过HPPC实验在MATLAB中进行参数辨析与建模,并对其充电效率与过程进行了分析,最后对超级电容器充电特性和容量特性进行了分析与建模。其次对双能量源充电方法和控制技术进行了研究。由于电池组具有不一致性,本文提出一种改进的分断控制方案,建立了MATLAB/simulink模型,分别与不均衡充电、被动均衡充电相比较分析。结果表明分断均衡充电在解决电池组不一致性上具有极好的效果,并针对分断均衡和实际情况进行了优化。接着对超级电容器充电方式与效率和DC-DC进行深入分析,然后根据超级电容器的不同充电场合联合电池组进行充电仿真,验证了本文采用的控制方法与策略具有...
【文章来源】：重庆理工大学重庆市
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
磷酸铁锂电池
重庆理工大学硕士学位论文的锂电池模型主要分为电化学模型和等效电路模型两类[4部电荷传递原理建立的数学模型，模型准确度较高，但计适用于实时系统，等效电路模型（ECM）采用线性变参建模元件(电阻、电容、可控电压源等) 模拟锂电池动态工作与电化学模型相提并论，但其原理清晰、线性特性、计算、便于进行锂电池状态估计，得到了广泛应用[49]。效电路模型主要有 Rint 模型、PNGV 模型、Thevenin es 模型和 RC 模型。[50-57]前 4 种模型电路结构单一、灵活制。相比之下 Randles 模型和 RC 模型电路灵活、扩展性。Randles 模型需依据 EIS 实验数据建立，而 RC 模型通容(RC)网络串联构成，串联 RC 网络的数量越多(模型阶，计算量也相应增大。本文在权衡了模型准确度和实现算阶ＲC 等效电路模型，其电路原理图如图 2.2 所示。
（a）开路电压与 SOC 关系 （b）等效电阻 R0与 SOC 关系图 2.3 二阶 RC 模型参数辨析结果（a）极化电容 C2与 SOC 关系 （b）极化电容 C2与 SOC 关系图 2.4 二阶 RC 模型参数辨析结果
【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]双能量源电动汽车能量管理研究[J]. 邢峰,邓国红. 机床与液压. 2018(16)
[3]基于双向DC-DC变换器的锂电池组充电均衡策略[J]. 温春雪,臧振,霍振国,李正熙. 电源技术. 2016(12)
[4]电动汽车锂电池组的新型双向均衡法[J]. 高金辉,杜浩. 河南师范大学学报(自然科学版). 2016(06)
[5]深海动力磷酸铁锂电池组均衡方案设计优化[J]. 吕航,刘承志,尹栋,林鹏峰,贾俊波. 电工技术学报. 2016(19)
[6]锂离子蓄电池组充放电均衡器及均衡策略[J]. 刘红锐,李园专,陈仕龙,帅春燕. 电子学报. 2016(08)
[7]一种面向轻型电动车的锂离子电池组均衡方法[J]. 谭晓军,程海峰,陈维杰. 电源技术. 2016(07)
[8]基于SOC的锂离子电池组均衡控制[J]. 于仲安,简俊鹏,刘莹. 计算机工程与应用. 2016(08)
[9]锂离子电池组在线均衡系统设计[J]. 龚敏明,王占国,马泽宇,林思岐,郑林锋. 电源技术. 2016(03)
[10]超级电容器恒压充电的控制策略研究[J]. 张阐娟,文小玲,李康康,季媛媛,张双华. 武汉工程大学学报. 2016(01)
硕士论文
[1]储能电池管理系统研究[D]. 欧阳佳佳.浙江大学 2016
[2]基于电池模型的汽车铅酸电池SOC在线估计方法研究[D]. 王标.合肥工业大学 2015
[3]基于无迹卡尔曼滤波的磷酸铁锂电池soc估算研究[D]. 谢广.合肥工业大学 2015
[4]基于改进PNGV模型的动力锂电池SOC估计和充电优化[D]. 邓磊.哈尔滨工业大学 2014
[5]纯电动汽车锂离子电池组均衡策略研究及系统实现[D]. 郝晓伟.吉林大学 2013
[6]动力锂电池组均衡技术研究[D]. 李索宇.北京交通大学 2011
[7]基于卡尔曼滤波的动力电池组SOC精确估计[D]. 徐杰.杭州电子科技大学 2009
本文编号：3588309
【文章来源】：重庆理工大学重庆市
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
磷酸铁锂电池
重庆理工大学硕士学位论文的锂电池模型主要分为电化学模型和等效电路模型两类[4部电荷传递原理建立的数学模型，模型准确度较高，但计适用于实时系统，等效电路模型（ECM）采用线性变参建模元件(电阻、电容、可控电压源等) 模拟锂电池动态工作与电化学模型相提并论，但其原理清晰、线性特性、计算、便于进行锂电池状态估计，得到了广泛应用[49]。效电路模型主要有 Rint 模型、PNGV 模型、Thevenin es 模型和 RC 模型。[50-57]前 4 种模型电路结构单一、灵活制。相比之下 Randles 模型和 RC 模型电路灵活、扩展性。Randles 模型需依据 EIS 实验数据建立，而 RC 模型通容(RC)网络串联构成，串联 RC 网络的数量越多(模型阶，计算量也相应增大。本文在权衡了模型准确度和实现算阶ＲC 等效电路模型，其电路原理图如图 2.2 所示。
（a）开路电压与 SOC 关系 （b）等效电阻 R0与 SOC 关系图 2.3 二阶 RC 模型参数辨析结果（a）极化电容 C2与 SOC 关系 （b）极化电容 C2与 SOC 关系图 2.4 二阶 RC 模型参数辨析结果
【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]双能量源电动汽车能量管理研究[J]. 邢峰,邓国红. 机床与液压. 2018(16)
[3]基于双向DC-DC变换器的锂电池组充电均衡策略[J]. 温春雪,臧振,霍振国,李正熙. 电源技术. 2016(12)
[4]电动汽车锂电池组的新型双向均衡法[J]. 高金辉,杜浩. 河南师范大学学报(自然科学版). 2016(06)
[5]深海动力磷酸铁锂电池组均衡方案设计优化[J]. 吕航,刘承志,尹栋,林鹏峰,贾俊波. 电工技术学报. 2016(19)
[6]锂离子蓄电池组充放电均衡器及均衡策略[J]. 刘红锐,李园专,陈仕龙,帅春燕. 电子学报. 2016(08)
[7]一种面向轻型电动车的锂离子电池组均衡方法[J]. 谭晓军,程海峰,陈维杰. 电源技术. 2016(07)
[8]基于SOC的锂离子电池组均衡控制[J]. 于仲安,简俊鹏,刘莹. 计算机工程与应用. 2016(08)
[9]锂离子电池组在线均衡系统设计[J]. 龚敏明,王占国,马泽宇,林思岐,郑林锋. 电源技术. 2016(03)
[10]超级电容器恒压充电的控制策略研究[J]. 张阐娟,文小玲,李康康,季媛媛,张双华. 武汉工程大学学报. 2016(01)
硕士论文
[1]储能电池管理系统研究[D]. 欧阳佳佳.浙江大学 2016
[2]基于电池模型的汽车铅酸电池SOC在线估计方法研究[D]. 王标.合肥工业大学 2015
[3]基于无迹卡尔曼滤波的磷酸铁锂电池soc估算研究[D]. 谢广.合肥工业大学 2015
[4]基于改进PNGV模型的动力锂电池SOC估计和充电优化[D]. 邓磊.哈尔滨工业大学 2014
[5]纯电动汽车锂离子电池组均衡策略研究及系统实现[D]. 郝晓伟.吉林大学 2013
[6]动力锂电池组均衡技术研究[D]. 李索宇.北京交通大学 2011
[7]基于卡尔曼滤波的动力电池组SOC精确估计[D]. 徐杰.杭州电子科技大学 2009
本文编号：3588309
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