phev城市客车复合电源系统研究

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1、PHEV城市客车复合电源系统研究王月强2015年6月中图分类号：U469.7UDC分类号：531PHEV城市客车复合电源系统研究作者姓名王月强学院名称机械与车辆学院指导教师张幽彤教授答辩委员会主席马朝臣教授申请学位工程硕士学科专业车辆工程专业学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年6月StudyonHybridPowerSystemofPHEVCityBusCandidateName:YueqiangWangSchoolorDepartment:MechanicalandVehicleEngineeringFacul

2、tyMentor:Prof.YoutongZhangChair,ThesisCommittee:Prof.ChaochenMaDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor:VehicleEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：June，2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已

3、经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或者其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要能源危机和环境污染是当前社会面临的两大问题，而新能源汽车被认为是解决这一问题的有效途径。特别是插电式混合动力汽车结合了传统内燃机车行驶里程长和纯电动汽车节能环保的优点，成为当今研究的重点。但是PHEV相比于EV和HEV动力电池充放电倍率更大，充放电深度更深，使得PHEV动力电池寿命较短、效率

4、较低，特别是针对插电式混合动力城市客车，提升回馈制动比例具有重大意义。本文针对插电式混合动力城市客车开展了复合电源系统参数匹配、复合电源管理系统开发以及复合电源功率分配策略研究工作。针对插电式混合动力城市客车，选取对于电功率需求最大的CD驾驶模式，本着对PHEV整车动力电源功率需求与能量需求解耦的原则，完成了复合电源系统的匹配工作。通过分析复合电源管理系统应该具备的功能，对复合电源管理系统的拓扑结构进行了选型，完成了主控制器PCU、从控制器PCM、双向DC-DC变换器的软硬件设计，设计的整套复合电源管理系统达到了所需的功能

5、要求。在分析复合电源系统常用模型基础上，通过参数辨识实验，建立了磷酸铁锂电池和超级电容等效电路模型。考虑磷酸铁锂动力电池SOH对电池模型的影响，以及SOH的影响因素，建立了磷酸铁锂动力电池的SOH估计模型，并用SOH对电池模型进行了修正。通过升降压效率实验建立了双向DC-DC变换器的效率模型，最终建立起了全生命周期高精度复合电源系统simulink模型。在此基础上，综合考虑控制策略的控制效果和运算速度建立了基于逻辑门限值的复合电源功率分配策略，并采用粒子群算法针对中国典型城市循环工况对逻辑门限值进行了全局优化。对比复合电源

6、系统和单一电池系统仿真数据，复合电源系统可以有效提升电池寿命和整车经济性，达到了复合电源系统设计目的。最后将设计的复合电源系统管理系统应用于传统混合动力系统台架，进行电池系统监测实验，校验了复合电源管理系统电压、电流监测和SOC估计的精度。并通过搭建的小型复合电源系统进行了复合电源系统功率分配策略验证实验，实验数据表明复合电源系统功率分配策略效果较好，较好的解决了PHEV电池电流冲击和电源系统效率问题。关键词：PHEV复合电源系统复合电源管理系统双向DC-DC变换器功率分配策略I北京理工大学硕士学位论文AbstractTo

7、solvetheproblemsofenergycrisisandenvironmentalpollutionwhichmodernsocityarefacedwith,newenergyvehicleisconsideredtobeaneffectiveroadmap.Nowdays,differentformsofnewenergyvehicles,especiallyPHEV(Plug-inhybridelectricvehicle),havebeenextensivelystudiedathomeandabroad

8、.PHEVpossessestheadvantagesoftraditionalinternalcombustionenginevehiclesandpureelectricvehicles,beingcurrentlyfeasibletosolvetheenergyandenvironmentalis