电动公交再生制动储能系统研究

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1、国内图书分类号：TM615国际图书分类号：621．3西南交通大学研究生学位论文密级：公开电动公童里生圭丛动鳢能丕统硒究年级三雯二二级姓名邳姣艳申请学位级别王堂亟±专业电左电王皇电力笾麴指导老师鄞世明数援二零一四年五月ClassifiedIndex：TM615U．D．C：621．3SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisI之ESEARCHONREGENERATINGENERGYSTORAGESYSTEMOFELECTIUCBUSGrade：20llCandidate：DengJiaoyanAcad

2、emicDegreeAppliedfor：MasterSpeciality：PowerElectronicsandElectricalDrivesSupervisor：Prof．ShimingGuoMay,2014西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后

3、适用本授权书；2．不保密团，使用本授权书。(请在以上方框内打“、／”)学位论文作者签名：砰扳艳日期：纱f午5．J了⋯一舞日期：扣／∥、r。c夕西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：1、针对超级电容阵列联接方式以及不同容量偏差的超级电容组合排列进行了仿真分析，得出了超级电容阵列的最佳组合排列方式；根据纯电动公交车整车参数和性能指标计算选取了磷酸铁锂电池与超级电容组成的复合储能系统；由整车参数对蓄电池和超级电容容量进行了配置。2、选取了双向半桥DC／DC变换器作为主电路中超级电容与直流母线的连接拓扑，

4、分别采用了母线电压外环和储能电感电流内环以及超级电容输出功率外环和储能电感电流内环两种控制方式实现了储能系统能量的有效控制。3、分析了基于含有滤波思想的逻辑门限控制方法的储能系统功率控制策略，采用间接矢量控制实现了对异步电机的驱动控制，并分别对蓄电池单一储能系统和蓄电池超级电容复合储能系统利用Matlab／Simulink软件进行仿真分析，结果显示蓄电池单一储能系统虽也能完成再生制动能量的回收再利用，但是频繁的充放电以及大电流冲击对电池构成了致命的伤害；复合储能系统不仅能充分发挥蓄电池高比能量的优势，同时也高效地回收利用再生制动能量，超级电容起

5、到了削峰填谷的作用。4、针对本文所设计的公交车车型，对Advisor2002软件进行了二次开发，在ECE、NYCC和1015三种工况下，针对复合储能系统进行了整车验证，并与蓄电池储能系统进行了对比分析，结果表明复合储能系统不仅提高了制动能量回收率，也提高了动力电池能量利用率。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担

6、。学位论文作者签名：砰0支梅日期：加jf．弓．J7西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要随着汽车保有量不断增长，能源危机和环境污染等问题正在不断加剧，而能有效解决这些问题的电动汽车，逐渐受到政府的青睐。但蓄电池价格昂贵，循环寿命有限，频繁更换电池确令市场难以接受。随着科技的发展，一种新型元器件超级电容出现在研发者的视野中，超级电容以其密度功率高、充放电速度快及循环寿命长弥补了蓄电池的缺陷。本文所研究的由蓄电池与超级电容组成的复合储能系统充分发挥了超级电容高比功率以及蓄电池高比能量的优势，无疑这将成为解决电动汽车推广发展的最有效途径。首先，对蓄

7、电池和超级电容各自的充放电特性进行了阐释，简单介绍了超级电容的几种模型以及均压技术，着重从超级电容容值存在偏差对阵列配置进行优化，给出了超级电容组最优配置与组合方式。其次，对超级电容与蓄电池复合储能系统的结构和工作原理进行了详细分析，并在本文所选车型参数下对超级电容与蓄电池容量进行计算。针对该储能系统的特点，采用双向半桥DC／DC作为超级电容与主电路的连接拓扑，计算变换器各元件参数，建立双向变换器小信号数学模型并给出了传递函数，采用电压外环电流内环以及功率外环电流内环两种控制策略。再次，采用Matlab／Simulink对电动公交车蓄电池单一储

8、能系统以及超级电容蓄电池复合储能系统进行仿真对比分析，验证了单一储能系统的局限性和复合储能系统的优越性。在复合储能系统控制方法中，重点分析基于含有滤波