基于磁集成技术的混合储能系统在电动汽车中应用研究

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1、学校代号10536学号13105010513分类号TM461密级公开硕士学位论文基于磁集成技术的混合储能系统在电动汽车中应用研究学位申请人姓名孔祥霁所在学院电气与信息工程学院指导教师夏向阳教授学科专业电气工程研究方向储能技术在电力系统中的应用论文提交日期2015年4月学校代号：10536学号：13105010513密级：公开长沙理工大学硕士学位论文基于磁集成技术的混合储能系统在电动汽车中应用研究学位申请人姓名孔祥霁指导教师夏向阳教授所在学院电气与信息工程学院专业名称电气工程论文提交日期2015年4月论文答辩日期2015年5月答辩委员会主席教授TheInte

2、gratedMagneticsBasedHybridEnergyStorageSystemApplicationinElectricVehiclesByKONGXiang-jiB.E.(ChangshaUniversityofScience&Technology)2013AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinElectricalEngineeringinChangshaUniversityofScience&Techn

3、ologySupervisorProfessorXIAXiang-yangMay,2015长沙理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担作者签名；１ｂ明曰期Ｓ月妒日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

4、部口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。本人授权长沙理工大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、。同时，可Ｗ采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文授权中国科学技术信息研究所将本论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。本学位论文属于１、保密□，在。年解密后适用本授权书２、不保密口。＂＂（请在Ｗ上相应方框内打Ｖ）：年＾月：日期口日作者签名：＾／５＾导师签名勺巧日期；＞／辟少月如日摘要随着高能量电池的发展，现今已经拥有如锂离子电池、燃料

5、电池此类的高能量密度电池，最高能量密度可达300Wh/kg。将蓄电池组成电池组，可以带来储能容量的巨量提升，现今电动汽车的续航里程最高可达500公里，完全可以满足大部分人的日常使用。但与此同时，高续航里程带来的是成本高昂、充电时间慢、充电地点的限制，蓄电池的重量约占电动汽车重量的30%，使得电动汽车的其他部位的设计要尽量的减少体积和重量。同时蓄电池的化学特性限制了其放电速度，很大程度上影响了驾驶的流畅度。针对电动汽车的上述问题，提出采用基于磁集成技术的混合储能系统，该储能系统采用电池组作为主要储能设备，超级电容为辅助设备，构成混合储能设备。兼配备磁集成结构

6、的DC-DC变换器作为能量传输转换设备，磁集成技术减小了变换器内磁件的体积和重量，提高变换器传输效率，可以滤除输入和输出的电流纹波。结合两种技术，可以得到一个在储能容量、响应速度、重量和体积上都有较大提升的混合储能系统。最后本文将所提出的混合储能系统应用到电动汽车中，通过Matlab仿真软件和advisor2002电动汽车分析软件进行仿真分析，验证所提出的混合储能系统可以很好的应对普通的驾驶周期，直流电机侧电压波动不超过3.3%，同时输出电流纹波系数小于1%。通过搭建小型的实验设备，在负载侧施加阶跃变化，来实际验证所提出的混合储能系统的稳压效果。通过实验对

7、比分析，与传统的单一蓄电池储能系统和配备传统桥式可逆斩波变换器相比，提出的储能系统可以良好的应对负载的突然阶跃变化，同时保证电池组输出电流平缓，响应速度有很大提升。同时针对电动汽车与电网相连，提出利用电动汽车的大容量储能来平抑电网的频率偏移，并通过仿真分析验证可行性。随着未来储能技术的革新和能量管理控制系统的升级，储能系统将会越来越向体积小、重量轻、容量大、响应快的方向发展。关键词：混合储能系统；DC-DC变换器；磁集成技术；电动汽车；超级电容；蓄电池IABSTRACTWiththedevelopmentofhigh-energybatteries,suc

8、haslithiumionbatteriesandfuelcell