增程式电动汽车新型储能系统的研究

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1、分类号：TP273学号：201500356008专业学位硕士论文增程式电动汽车新型储能系统的研究ResearchonaNovelEnergyStorageSystemforExtendedRangeElectricVehicle研究生姓名：单硕指导教师：任桂周副教授专业学位类型：工程硕士专业学位领域：机械工程论文提交日期：2018年6月5日摘要摘要为满足节约能源和减少排放的要求，新能源汽车技术的研究发展成为了世界性课题，增程式电动汽车作为新能源汽车的一种，相比于传统燃油汽车可有效减少排放，相比于纯电动汽车可增加续驶里程，成为目前

2、新能源汽车研究开发的重点之一。而储能系统作为增程式电动汽车的关键技术之一，其性能优劣可直接决定整车的工作性能，高效的增程式电动汽车用储能系统成为研究的重点。本文主要研究内容如下：（1）研究分析了各种储能技术在增程式电动汽车中的最新应用，如蓄电池储能、超级电容储能、飞轮储能、燃料电池储能、太阳能储能和混合电源储能等，详细分析了各种储能技术的优缺点。（2）讨论了几种常见的增程式电动汽车用储能系统的特点。针对其不足之处，提出了一种应用于增程式电动汽车的新型储能系统，系统中加入超级电容器组作为能量缓冲单元，可有效提升电源的充、放电性能。

3、可充分利用蓄电池能量密度大和超级电容器组功率密度大的优势，实现能量流的合理有效控制。（3）针对提出的增程式电动汽车用新型储能系统，详细阐述了其多种工作模式及控制方法，包括纯电动工作模式、相互独立工作模式、混合动力驱动模式、能量回馈工作模式，其中重点分析了在能量输出和回馈时能量辅助单元的控制策略。（4）基于Matlab/Simulink环境搭建了新型储能系统仿真模型，包括蓄电池与可串并联切换的超级电容器组组成的复合电源模型、双向DC-DC功率变换器（BDPC）仿真模型、H桥逆变器及电机仿真模型等。对新型储能系统的能量输出特性和能量

4、回馈特性进行了仿真计算，对系统的可行性及能量管理策略的有效性进行了验证。（5）针对提出的储能系统，搭建了实验平台，验证了方案的可行性与优越性。实验结果表明，与传统的蓄电池与超级电容器组组成的复合电源相比，新系统可提升能量回馈效率和能量利用率。关键词：增程式电动汽车；超级电容器；蓄电池；控制策略IABSTRACTABSTRACTInordertomeettherequirementsofenergysavingandemissionreduction,thedevelopmentofnewenergyvehicle(NEV)has

5、becomeaworldwideresearchtopic.Extendedrangeelectricvehicle(EREV)asonetypeofNEVcanreduceemissioncomparingtothetraditionalfuelvehicle,andalsocanincreasethedrivingrangecomparingtothepureelectricvehicle(PEV),soithasrecentlybecomethefocusofconsiderableattentionamongvehicl

6、emanufacturingcompaniesandresearchinstitutions.TheenergystoragesystemasoneofthekeytechnologiesofEREVcangreatlyaffecttheperformanceofthevehicle,soefficientenergystoragesystemforEREVhasbecomeaveryhotresearchtopicnowadays.Themaincontentsstudiedinthisthesisareasfollowing

7、:(1)ThelatestapplicationsofvariousenergystoragetechnologiesforEREVaremainlydiscussedandanalyzed,suchasbattery,ultra-capacitor(UC),flywheel,fuelcell,solarandhybridpowersupply(HPS).Thecharacteristicsoftheseenergystoragetechnologiesarealsopresented.(2)Severalcommonenerg

8、ystoragesystemsforEREVaredeeplydiscussed.Inviewoftheirshortcomings,anovelenergystoragesystemforEREVisproposed.Thesupercapacitorbank