混合動力汽車復(fù)合電源系統(tǒng)及其能量管理研究.pdf

1、隨著全球汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展、石油資源供應(yīng)的日趨緊張，世界各國正在積極尋求替代燃料或者減少燃油消耗量，大力開發(fā)新型節(jié)能環(huán)保汽車?；旌蟿恿ζ囎鳛榇祟愜囆?，其在動力性、經(jīng)濟(jì)性和排放等綜合指標(biāo)能滿足當(dāng)前對新能源汽車的苛刻要求，將存在一個較長的歷史時期，并在21世紀(jì)的運載車輛中占有重要的地位。
　　 混合動力汽車要求車載電源同時具有高能量密度和高功率密度的特點，而動力電池與超級電容單獨使用時均無法滿足驅(qū)動系統(tǒng)高的能量和功率需求，特別是動

2、力電池還存在一些無法解決的技術(shù)瓶頸，這都限制了車輛整車性能質(zhì)的飛升。為了給混合動力汽車提供理想的車載電源，本文將選取具有高能量密度的磷酸鐵鋰電池和超級電容作為復(fù)合電源系統(tǒng)的主輔儲能單元，將二者通過直流變換器并聯(lián)，通過超級電容“削峰填谷”和再生制動能量高效回收的作用，提高車輛整體供能特性和能量利用率。
　　 本文基于復(fù)合電源系統(tǒng)，在確定了其結(jié)構(gòu)及供能原理的基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)各部件的特性做了研究，根據(jù)系統(tǒng)對DC/DC變換器的要求確定選取

3、雙向半橋DC/DC變換器，并設(shè)計了其參數(shù)和驅(qū)動保護(hù)電路?；谔囟ǖ能囆秃统鞘行旭偣r對系統(tǒng)內(nèi)部儲能單元進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化研究，確定了能夠滿足車輛整個行駛工況最大功率需求的鋰電池組和超級電容組的內(nèi)部構(gòu)成情況，并基于算法NSGA-2對復(fù)合電源系統(tǒng)的參數(shù)做了進(jìn)一步的優(yōu)化研究。分析了在不同行駛工況下的功率分配策略，基于MATLAB/SIMULINK設(shè)計了功率分配策略模型，并據(jù)此搭建了復(fù)合電源系統(tǒng)FOCUS混合動力汽車的仿真模型，在對ADVISOR軟

4、件二次開發(fā)之后，對目標(biāo)仿真模型做了仿真研究，在通過多次仿真消除了電源SOC對燃油經(jīng)濟(jì)性的影響之后，利用ADVISOR做了優(yōu)化仿真計算。最后設(shè)計了一套用于復(fù)合電源能量管理系統(tǒng)，可以實現(xiàn)電池組的充放電保護(hù)與均衡、系統(tǒng)荷電狀態(tài)的精確估計。硬件方面，設(shè)計了基于R5421的鋰電池組充放電保護(hù)電路和自動均衡電路、可實現(xiàn)電壓、電流、溫度精確檢測的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及基于LCM12832ZK的SOC顯示模塊;軟件方面，給出了DS2438芯片和主控制器的程序