在严格控制排放和节省能源的今天,依靠电力电子控制技术的发展,加上电池的不断改进和开发新动力电源,纯电动汽车又迎来了新的发展机遇。纯电动公交作为建设绿色交通的核心,是实现节能减排与交通能源结构多元化的关键。然而,作为纯电动客车的核心,电池在比能量、比功率、使用寿命和成本等方面存在严重不足。将电池与超级电容组合成的复合电源系统可以充分发挥两种储能装置的优势,弥补单一储能装置的缺陷。复合电源可以利用超级电容“削峰填谷”的作用,对电池形成保护,从而避免电池大电流工作以及频繁充放电,延长电池使用寿命,降低使用成本。合理的复合电源构型与能量控制策略是确保复合电源工作效率,充分发挥两种能量源优势,延长电池使用寿命的关键。因此,对纯电动客车复合电源系统进行优化设计与控制的研究,将对实际工程应用和相应产品开发具有重要的指导作用和意义。本文将对纯电动客车复合电源系统进行构型分析、参数匹配与优化,并制定复合电源能量管理策略,进行电池寿命预测。本文具体研究内容主要包括以下几个方面:(1)在明确研究目标的基础上,查阅国内外相关文献,对国内外纯电动客车复合电源研究现状与问题进行分析,根据整车实际设计需求,确定本文的具体研究思路。(2)对复合电源关键部件特性与拓扑结构进行分析:对电池与超级电容进行充放电试验并进行DC/DC效率测试;选择合适的电池与超级电容动态模型进行参数辨识,获得了模型元件参数,建立电池与超级电容动态模型并进行仿真验证;根据不同构型复合电源的性能分析,选择合理的复合电源拓扑结构。(3)以纯电动客车整车设计需求与循环工况需求为基础,根据复合电源匹配原则,利用PE函数与CPE函数,完成了电池与超级电容的参数匹配。以降低复合电源使用成本为目标,完成了复合电源参数优化,最终确定了超级电容最优参数。(4)通过对工况需求功率分布统计结果的分析,以工况平均功率为阈值,制定了基于逻辑门限值的复合电源能量控制策略;合理地设计模糊控制器,编写隶属度函数与模糊控制规则,制定了基于模糊控制的复合电源控制策略。(5)利用Matlab/Simulink对复合电源控制策略进行仿真验证,并根据电池容量衰退模型,计算了复合电源中电池的使用寿命,验证了复合电源相对于单一电池构型的优越性,达到了延长电池使用寿命的目的。同时,也验证了模糊控制对复合电源中电池与超级电容的功率分配要比逻辑门限值控制更为合理。最后,比较复合电源与单一电池总成本可以得出:经过5年的使用后,模糊控制复合电源的经济性将高于单一电池系统。