混合动力客车用电源电气架构优化设计

《混合动力客车用电源电气架构优化设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、混合动力客车用电源电气架构优化设计第1章绪论1.1新能源汽车车载能量源介绍油电混合动力汽车的动力电源发展经历了三个阶段，分别是铅酸电池、碱性电池和锂离子电池三个阶段[6]。其中铅酸电池以其价格低廉的优势，被广泛应用在电动自行车和电动摩托车，并在该领域，已经成功打开纯电动摩托车的市场。但是由于铅酸电池的能量比质量和能量比体积低、大电流充放电循环使用寿命短、快速充电能力差等原因，不能满足客车的运行需求，所以一般只用在固定线路的旅游观光车上。碱性电池中，镍氢电池曾一直是新能源汽车的首选动力电源。镍氢电池相对于铅酸电池、镍镉电池，具有使

2、用寿命长、使用后无污染，低温放电能力强的优势，首先在日本开始量产，并在此后的十年内，产量成倍增加，并广泛应用在丰田的新能源汽车。然而，镍氢电池也存在其自身的缺点：1、较差的高温性能；2、严重的自放电；3、较低的单体电压等级。随后研制出的锂离子电池得到了汽车生产者的青睐。锂离子电池的能量比质量是镍氢电池的2倍，铅酸电池的4倍；单体电压在3V以上，是镍氢电池的2-3倍，如表1.1所示。在成组以后，同样的电压等级，大大减少了锂离子电池串联的数量，减小了单体间不一致性产生的可能，降低了电源管理系统开发的难度，同时又能极大的延长电池组的循

3、环使用寿命。自从锂离子电池问世以后，各大汽车厂给予了高度认可[7]。随着锂离子电池性能的提高，对锂离子电池的需求量也逐年增加，国内外锂离子电池生产厂商也纷纷推出了适合新能源汽车用的锂离子电池组。未来锂离子电池的生产技术不断提高并实现量产后，将会替代镍氢电池，成为车载动力电池的首选。..1.2复合电源系统发展情况现行的电容-电池复合电源的形式有很多，各有优缺点。按照有无DC/DC转换器可将复合电源分为两类：被动控制式和主动控制式[28]。被动控制式又被称作直接并联式，原因是它直接将电池电容的正极、负极分别并联起来。直接并联式的复合

4、电源在一定程度上延长了电池的使用寿命，电容起到了微弱的削峰填谷的作用。主动控制式的复合电源由于DC/DC转换器的介入，使得电池、电容的电压得以解耦。更容易按照混合动力客车对车载电源的需求进行复合电源匹配，真正实现电容提供大功率需求，电池作为储能罐的理想效果。主动控制式的复合电源根据负载端的不同，又可分为电池负载端的复合电源和电容负载端的复合电源。在电池负载端的复合电源构型中，电池是直接的能量，需要保证有较大容量来保证续驶里程；整车需求的功率具有随机性，不能很好的估算，这对DC/DC转换器控制的实时性提出了严格的要求，如果不能进行

5、合理设计，极易错过电流的峰值，造成相反的结果（电容没有起到分担功率的作用，反而能量在电池和电容之间交换）[20]；现行的DC/DC转换器自身的实时性也比较有限，往往在给出指令后，需要短暂的处理才能开始行动。总之，电池负载端的复合电源存在实时性不足的问题，不能最大的发挥电容的特性。故本次的复合电源构型为电容负载端的主动控制式复合电源，结构图如1.1所示。.第2章复合电源电气架构及内CAN网络2.1复合电源电气架构本文主要涉及该车的复合电源模块。绪论中已经介绍了现行复合电源的三种构型，并最终对比得出超级电容负载端的主动控制式复合电源

6、构型。该构型的复合电源共包含电池包、电容包、高压继电器盒、控制器四部分。本次复合电源的电池包、高压继电器盒采购于春兰，电容采购于Maxatlab联合仿真的方法，对整个复合电源内CAN系统进行仿真，以确保内CAN网络的实时性。（3）规划并编程TTC200控制器的引脚，以满足本套复合电源系统的需求。并针对TTC200中CAN缓冲区不足的问题进行分析、解决，提出了一套关于其缓冲区的复用方法。（4）对复合电源所有部件进行整合，搭建实验平台。在TTC200中加入控制策略，进行实际混合动力客车工况实验，验证本套复合电源电器架构的正确性。