混合动力电动汽车能量存储系统性能分析与仿真

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1、武汉理工大学硕士学位论文混合动力电动汽车能量存储系统性能分析与仿真姓名：龚海峰申请学位级别：硕士专业：车辆工程指导教师：杨万福2003.4.1摘要混合动力汽车能量存储系统的研究是一个比较复杂的课题，因此，笔者的主要工作集中在混合动力车蓄电池的建模与仿真这一领域。由于课题需要，笔者首先尝试用ADVISOR的内阻模型对EQ7200的8Ah镍氢电池和锂电池进行建模，结果由于充放电开环电压不重合，不能实现。改造内阻模型以区分充放电开环电压，然后重新尝试，镍氢电池出现负内阻值，锂电池虽然能够实现，但结果不十分理想。为此，本文提出了一种新的通用性较强的电池模型

2、——网格模型，在ADVISOR、PSAT及硬件在环路仿真系统中实现了该模型，并与其他部件和控制策略进行了集成仿真，取得了满意的结果。该模型不完全依赖于物理模型，因而具有较强的通用性。为评估电动汽车电池充放电不平稳性给电池造成的损害，本文在NREL风力供电系统电池寿命模型的基础上引入了一种适用于混合动力车辆的电池寿命模型。该模型考虑了放电深度和放电速率对电池寿命的影响。用该模型输出的寿命消耗指标可以作为控制策略的一个优化目标。为解决实际车辆中，控制策略所需的SOC值不能直接测定的问题，本文根据控制理论中状态观测器的设计思想提出了一种基于网格模型的精确

3、估测SOC状态的方法。并对该方法在恒功率和变功率放电下的正确性和可行性作了初步的验证。基于上述三个方面的工作，本文建立了一套完善的电动汽车电池建模与仿真的体系，可以为控制策略仿真和实现提供可靠的依据。关键词：电动汽车，电池，建模，仿真，状态观测器中图法分类号：TP391．9文献标识码：AAbstractMyworkisfocusedonHEVbatterymodelandsimulation．Inthisthesis，IdescribedmyfirstattempttomodelourNiMHandLi8AhbatteriesofEQ7200wit

4、hRINTmodelofADVISOR，butbecauseopen—circruit-voltagesofchargeanddischargedonotagree，noreasonableresultsweregot．SoImodifiedtheformerRINTmodeltocontaintwoopen—circuit—voltagestodistinguishchargeanddischarge．WhenIusedthismodeltosimulateourtwobatteries，negativeresistanceswerefoundi

5、nNiMHbatteryandreasonablebutnotSOsoundresultsweregotinLibattery．So，Iintroducedanewbatterymodelnamedmeshmodelwithmoregenerality,andimplementeditinADVISORandintegratedwithothercomponentsandcontrolstrategiestoperformsimulation．IalsoimplementeditinPSATandourHardware-In-The—LoopCon

6、trollerTestSystem．Meshmodelworkedwellunderthethreesimulationplatforms．Toevaluatedegreeofhowbatteriessufferfromtheirregularchargeanddischargepatternsinhybridvehicles．IintroducedabatterylifetimemodelbasedonNREL’Sbatterylifetimemodelforwindpowersystem．ThismodelUSeSdepthandrateofd

7、ischargeandtoestimatebatterylifetime．IalsoperformedtwocalculationsoflifetimeofourNiMHbatteryontwodifferentcars．Thelifeconsumingrateelicitedfromthismodelwillactasanewoptimalgoalforcontrolstrategies．Inpractice，theSOCofbatteriesCannotbedirectlymeasuredaccurately,andtosolvethispro

8、blem，IproposedanaccurateSOCobserverbasedonthestateobserverdes