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《混合動(dòng)力汽車復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)參數(shù)匹配與控制策略研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)：U469.7學(xué)校代碼：10213國(guó)際圖書分類號(hào)：621.3密級(jí)：公開工學(xué)博士學(xué)位論文混合動(dòng)力汽車復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)參數(shù)匹配與控制策略研究博士研究生：于海芳導(dǎo)師：王鐵成教授申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)博士學(xué)科：電機(jī)與電器所在單位：電氣工程系答辯日期：2010年9月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:U469.7U.D.C.:621.3DissertationfortheDoctoralDegreeinEngineeringRESEARCHONPARAMETERMATCHINGANDCONTROLSTRATEGYO
2、FHYBRIDENERGYSTORAGESYSTEMFORHEVCandidate:YuHaifangSupervisor:Prof.WangTiechengAcademicDegreeAppliedfor:DoctorofEngineeringSpeciality:ElectricalMachineandApparatusAffiliation:Dept.ofElectricalEngineeringDateofDefence:September,2010Degree-Conferring-Institution:HarbinI
3、nstituteofTechnology摘要摘要現(xiàn)有的混合動(dòng)力汽車(HEV，HybridElectricVehicle)大多采用蓄電池作為其車載儲(chǔ)能源，但蓄電池儲(chǔ)能的HEV在加速、爬坡或再生制動(dòng)時(shí)突發(fā)大功率的能力由于蓄電池較低的比功率而受到限制。鑒于此，結(jié)合高比能量?jī)?chǔ)能源和高比功率儲(chǔ)能源的復(fù)合儲(chǔ)能技術(shù)引起了一定的重視，可以同時(shí)滿足HEV運(yùn)行過程中對(duì)能量和功率的雙重要求。本身即為多能量源交通工具的HEV，引入復(fù)合儲(chǔ)能之后，不但HEV的能量流變得更加錯(cuò)綜復(fù)雜，也為其參數(shù)匹配與控制策略的設(shè)計(jì)帶來新的挑戰(zhàn)。而車載復(fù)合儲(chǔ)能源的參數(shù)匹配和控制
4、策略是改善HEV性能的核心技術(shù)，除與整車動(dòng)力性能與經(jīng)濟(jì)性能息息相關(guān)外，還直接關(guān)系到整車成本與質(zhì)量。因此，對(duì)其進(jìn)行深入研究十分必要。本文針對(duì)混合動(dòng)力汽車和復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)的工作特性，就混合動(dòng)力汽車及復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)建模方法、復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)的參數(shù)匹配以及控制策略等理論和應(yīng)用問題進(jìn)行了研究。配備復(fù)合儲(chǔ)能技術(shù)的HEV，是涉及蓄電池、超級(jí)電容、燃油等多能量源的復(fù)雜系統(tǒng)。為了更清晰描述系統(tǒng)內(nèi)部的能量流動(dòng)關(guān)系，并為系統(tǒng)控制策略的制定提供參考，本文從能量流和功率鏈的角度，引入能量宏觀表達(dá)法(EMR，EnergeticMacroscopicRepresent
5、ation)對(duì)混合動(dòng)力整車和復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行了建模，并借助反轉(zhuǎn)規(guī)則得到了系統(tǒng)的控制方案。重點(diǎn)研究了基于試驗(yàn)的電池建模方法。采用EMR所建模型的能量流動(dòng)情況變得更加清晰、直觀，更具條理性，有利于系統(tǒng)整體建模和控制的規(guī)范化，為研究復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)的參數(shù)匹配與控制策略奠定了基礎(chǔ)。對(duì)混合動(dòng)力汽車復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)中兩種儲(chǔ)能源功率和能量的合理分配問題進(jìn)行研究。研究了整車設(shè)計(jì)指標(biāo)、整車控制策略、目標(biāo)行駛工況對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)功率和能量需求以及影響，分別從功率和能量角度對(duì)復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)的參數(shù)匹配進(jìn)行分析研究，并根據(jù)不同優(yōu)化目標(biāo)，對(duì)初步匹配結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化。在此基礎(chǔ)上，
6、提出了HEV復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)參數(shù)匹配的方法，在滿足電動(dòng)系統(tǒng)功率和能量要求的前提下，充分考慮了整車的燃油經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性以及整車使用成本問題。考慮到混合度對(duì)復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)參數(shù)匹配的影響，考察了三種不同混合度混合動(dòng)力汽車的復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化匹配結(jié)果，并給出了復(fù)合儲(chǔ)能源的混合比。復(fù)合儲(chǔ)能HEV合理而有效的控制策略可以提高系統(tǒng)效率，改善蓄電池的使用壽命。本文在對(duì)復(fù)合儲(chǔ)能HEV的能量流動(dòng)模式分析的基礎(chǔ)上，提出了復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制策略。對(duì)復(fù)合儲(chǔ)能HEV的系統(tǒng)效率進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析，-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文在非線性比例因子分配控制策略的
7、基礎(chǔ)上，充分考慮系統(tǒng)各部件的效率，提出了基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃全局最優(yōu)的控制策略，在不降低原HEV燃油經(jīng)濟(jì)性的前提下，較非線性比例因子分配策略，電池循環(huán)次數(shù)進(jìn)一步降低，其循環(huán)壽命得到有效改善，以上海工況為例，再生制動(dòng)能量回收比例提高了3%。給出了基于EMR的復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)控制方案，搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。最后對(duì)由鎳氫電池組、超級(jí)電容組和DC/DC變換器構(gòu)成的復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)基本工作模式和特定工況進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，驗(yàn)證了本文所建仿真模型以及所提出控制策略的正確性和有效性。本文通過對(duì)復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)的仿真與實(shí)驗(yàn)研究，旨在探索適合于混合動(dòng)力汽車的車載儲(chǔ)能技術(shù)，并在車
8、載復(fù)合儲(chǔ)能源的合理優(yōu)化匹配和控制方面提供一定的指導(dǎo)，為混合動(dòng)力汽車突破電源技術(shù)瓶頸創(chuàng)造基礎(chǔ)條件。關(guān)鍵詞：混合動(dòng)力汽車；復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)；模型建立；參數(shù)匹配；控制策略-II-AbstractAbstractBatterieshavebeenusedasm
