電動汽車復(fù)合儲能系統(tǒng)設(shè)計及其能量管理方法研究.pdf

1、隨著環(huán)境污染和能源短缺等問題的日益凸顯，很多國家提出了節(jié)能減排等相關(guān)政策。電動汽車作為新能源汽車的一種，受到了人們的廣泛關(guān)注。然而電動汽車中鋰電池等動力電池功率密度小，循環(huán)使用壽命短，難以滿足頻繁啟動，加速和制動等大電流充放電的行駛場合，削弱了整車的動態(tài)性能。而超級電容功率密度大且循環(huán)使用壽命長，因此將二者有機結(jié)合組成的復(fù)合儲能系統(tǒng)能有效提升電動汽車的綜合性能。本文主要工作包含以下幾個方面:
　　1、針對復(fù)合儲能系統(tǒng)的特點，分別從

2、系統(tǒng)架構(gòu)、基本模塊、系統(tǒng)控制等三方面對復(fù)合儲能系統(tǒng)進行了分析。通過歸納比較儲能元件接入直流母線方式，總結(jié)雙向DC-DC交流器拓撲和控制，對比不同的系統(tǒng)控制策略優(yōu)劣后，介紹了層次控制的模塊化復(fù)合儲能系統(tǒng)的總體設(shè)計思路。
　　2、分析隔離型雙向DC-DC變流器啟動時沖擊電流的產(chǎn)生機理。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計了兩種軟啟動的優(yōu)化控制方法:變占空比軟啟動和變移相角軟啟動。兩種控制策略在不添加額外的輔助電路情況下，有效地降低了沖擊電流的幅值，保證變

3、流器的安全啟動。文中對兩種控制策略的工作原理進行了詳細的公式推導(dǎo)和分析比較，并結(jié)合仿真和實驗對兩種軟啟動策略進行了驗證。
　　3、針對復(fù)合儲能系統(tǒng)的能量管理，設(shè)計了雙下垂分頻協(xié)調(diào)控制策略。一方面，通過電壓級聯(lián)控制實現(xiàn)了超級電容和儲能電池對功率波動的分頻響應(yīng)，實現(xiàn)二者優(yōu)勢互補;另一方面，在傳統(tǒng)的下垂控制中引入SOC的反饋控制，形成了對變流模塊輸出電流和儲能電池荷電狀態(tài)的雙下垂協(xié)調(diào)控制。使得在確保傳統(tǒng)下垂控制均流特性的前提下，根據(jù)儲能