混合动力车制动工况分析与储能装置参数匹配.pdf

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1、第４６卷第９期哈尔滨工业大学学报Ｖｏｌ?４６Ｎｏ?９２０１４年９月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＨＡＲＢＩＮＩＮＳＴＩＴＵＴＥＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＳｅｐ．２０１４混合动力车制动工况分析与储能装置参数匹配王伟达，王言子，项昌乐，刘辉（北京理工大学车辆传动国家重点实验室，１０００８１北京）摘要：为提高混合动力系统整体性能，实现高效能量回收，分析某重型越野车辆驾驶循环工况中制动过程的功率与能量分布，从制动能量回收率与电机参数出发讨论对储能装置的性能要求．提出电池组－超级电容复合储能装置的参数匹配方法，针对２１ｔ级试验样车混合动力系统进行实例计算，论证锂离子电池

2、组与超级电容组成的复合储能装置的性能．实例计算与道路试验结果表明：匹配的复合储能装置符合车辆整体性能与制动能量回收的要求，体积、重量满足总体设计约束；匹配超级电容后，储能装置的瞬时功率能力大幅提升，可显著提高车辆的制动能力和制动能量回收率．关键词：机电联合制动；制动工况分析；复合储能装置；参数匹配；超级电容中图分类号：Ｕ４６９?７２文献标志码：Ａ文章编号：０３６７－６２３４（２０１４）０９－００７４－０６Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｂｒａｋｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｎｄｐａｒａｍｅｔｅｒｍａｔｃｈｉｎｇｏｆｈｙｂｒｉｄｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅｓｙｓｔｅｍｆ

3、ｏｒｈｙｂｒｉｄｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅｓＷＡＮＧＷｅｉｄａ，ＷＡＮＧＹａｎｚｉ，ＸＩＡＮＧＣｈａｎｇｌｅ，ＬＩＵＨｕｉ（ＮａｔｉｏｎａｌＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＶｅｈｉｃｌｅＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１０００８１Ｂｅｉｊｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｄｒｉｖｉｎｇｃｙｃｌｅｏｆｈｅａｖｙｏｆｆ⁃ｒｏａｄｖｅｈｉｃｌｅｓ，ｔｈｅｂｒａｋｅｐｏｗｅｒａｎｄｅｎｅｒｇｙｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎｉｓａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ

4、ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｆｏｒｔｈｅｈｙｂｒｉｄｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅｓｙｓｔｅｍ（ＨＥＳＳ）ｉｓａｃｈｉｅｖｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｂｒａｋｅｅｎｅｒｇｙｒｅｃｏｖｅｒｙｒａｔｅａｎｄｍｏｔｏｒｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．ＴｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｍａｔｃｈｉｎｇｍｅｔｈｏｄｆｏｒｔｈｅＨＥＳＳｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄａｎｄｂｙｗｈｉｃｈｔｈｅｉｎｓｔａｎｃｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｈｙｂｒｉｄｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍｏｆ２１ｔｏｎｓｃｌａｓｓｖｅｈｉｃｌｅｓｉｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ，ａｎｄｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅＨＥＳＳ

5、ｗｉｔｈＬｉ⁃ｉｏｎｃｅｌｌｓａｎｄｕｌｔｒａｃａｐａｃｉｔｏｒｓｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄｔｏｏ．ＴｈｅｉｎｓｔａｎｃｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｄｅｓｉｇｎｅｄＨＥＳＳｃａｎｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｔｏｔａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅＨＥＶａｎｄｔｈｅｂｒａｋｅｅｎｅｒｇｙｒｅｃｏｖｅｒｙ，ｔｈｅｖｏｌｕｍｅａｎｄｗｅｉｇｈｔａｎｓｗｅｒｆｏｒｔｈｅｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｏｐｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅＨＥＶ．ＴｈｅｄｅｓｉｇｎｅｄＨＥＳＳｗｉｔｈｕｌｔ

6、ｒａｃａｐａｃｉｔｏｒｓｃａｎｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｔｒａｎｓｉｅｎｔｐｏｗｅｒｖｏｌｕｍｅｇｒｅａｔｌｙａｎｄｔｈｅｂｒａｋｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｔｈｅｂｒａｋｅｅｎｅｒｇｙｒｅｃｏｖｅｒｙｒａｔｅａｒｅｅｎｈａｎｃｅｄｒｅｍａｒｋａｂｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｏ⁃ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｂｒａｋｅ；ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｂｒａｋｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎ；ｈｙｂｒｉｄｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅｓｙｓｔｅｍ；ｐａｒａｍｅｔｅｒｍａｔｃｈｉｎｇ；ｕｌｔｒａｃａｐａｃｉｔｏｒｓ混合动力车辆中的机电联合制动功能可提高制性能，所以从功率、能量与体

7、积、重量的角度出制动能力与响应速度，而且制动电机发电与储能发对储能装置合理设计与匹配尤为重要．由于目装置配合可进行制动能量回收，这对于提高混合前普遍使用的锂离子电池组功率密度相对较低，动力系统的燃油经济性具有重要意义．混联式混所以电池组配合其它储能设备如超级电容、超高合动力系统可综合串联式与并联式的优点，但结速飞轮等组成复合储能装置得到了广泛的研究，构与控制复杂，功率分配策略需要储能装置的密尤其是电池组和超级电容在能量密度和功率密度切配合，并且进行“削峰填谷”才能实现最优的控［１－５］方面具有互补性，是一种比较理想的组合．吉林大学、上海交通大学、

8、清华大学等都对此进行了收稿日期：２０１３－０９－１２．［６－９］基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１００５０１７）；新世纪优秀研究论