混合動(dòng)力電動(dòng)汽車HESS研究.pdf

1、隨著日益嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題和動(dòng)力電池技術(shù)的不斷突破，節(jié)能環(huán)保型的電動(dòng)汽車備受世界各國(guó)親睞。混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（簡(jiǎn)稱HEV）能夠攻克電源驅(qū)動(dòng)EV和汽油驅(qū)動(dòng)的傳統(tǒng)汽車的缺點(diǎn)，將驅(qū)動(dòng)能量損失降到最低，將系統(tǒng)效率提到最大。相較于純電動(dòng)汽車的無(wú)污染、無(wú)噪音、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單但續(xù)駛里程短、成本高的特點(diǎn)，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車具有最佳的燃油經(jīng)濟(jì)性、行駛里程遠(yuǎn)、可縮短充電時(shí)間等好處。
　　為提高混合動(dòng)力汽車能量存儲(chǔ)體系效率，要求電池充、放電速率高，時(shí)間短，這就要求混

2、合動(dòng)力汽車所使用的蓄電池必需同時(shí)具備高能量密度和高比功率，單一的蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)（Battery Energy Storage System，BESS）實(shí)現(xiàn)起來(lái)較困難，因此，本文采用混合能量存儲(chǔ)系統(tǒng)(Hybrid Energy Storage System，HESS)。本文對(duì)HEV的儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行研究，針對(duì)動(dòng)力電池在混動(dòng)汽車中頻繁大功率充放電的問(wèn)題，采用了超級(jí)電容器(UC)、電池共同用作能量存儲(chǔ)系統(tǒng)，利用超級(jí)電容器高功率特性和動(dòng)力電池高比能

3、量特性來(lái)改善儲(chǔ)能系統(tǒng)的性能。超級(jí)電容器可以在車輛頻繁啟動(dòng)、停車、加速或者減速時(shí)用以處理道路瞬變負(fù)載。提高整車能量利用率。
　　本文研究了混合能量存儲(chǔ)系統(tǒng)，對(duì)其模型改進(jìn)，采用了一種工作在零電壓轉(zhuǎn)換軟開關(guān)的變換器，用此雙向BUCK變換器連接UC與電池，可以實(shí)現(xiàn)雙向任意升降壓。為了提高DC/DC變換器的轉(zhuǎn)換效率，針對(duì)傳統(tǒng)PID控制器受制于人工操作，超調(diào)時(shí)間長(zhǎng)，穩(wěn)態(tài)誤差大，提出了采用改進(jìn)自適應(yīng)遺傳算法對(duì)控制器參數(shù)優(yōu)化，相比于傳統(tǒng)PID控制

4、器，在初始參數(shù)相同條件下，后者的超調(diào)量更小，穩(wěn)態(tài)誤差更小，能進(jìn)一步改善HESS的能量利用率。
　　在MATLAB/Simulink建立超級(jí)電容、動(dòng)力電源和控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型，并在ADVISOR中實(shí)現(xiàn)。結(jié)果顯示:優(yōu)化后的HESS系統(tǒng)電流波動(dòng)范圍減小，電池電流最大值從100A降低到30A左右，可見自適應(yīng)遺傳算法優(yōu)化控制器對(duì)過(guò)充、過(guò)放起到了很好的控制作用。通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)優(yōu)化的HESS能量效率提高了15.25％，實(shí)現(xiàn)了對(duì)混合儲(chǔ)能系