【摘 要】
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再生制动技术是提升纯电动汽车续驶里程的重要技术手段之一,然而再生制动会导致动力电池在充放电模式下频繁切换,且大电流放电会降低动力电池的使用寿命。超级电容物理存储电能的性质决定其具有很好的快速充放电能力且循环寿命长,结合二者的优势可以组成车用“动力电池/超级电容”混合电源系统。本文以提高汽车动力电池循环寿命和实现再生制动为目标,基于“动力电池/超级电容”混合电源系统的思想优化汽车动力系统。具体地,采
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再生制动技术是提升纯电动汽车续驶里程的重要技术手段之一,然而再生制动会导致动力电池在充放电模式下频繁切换,且大电流放电会降低动力电池的使用寿命。超级电容物理存储电能的性质决定其具有很好的快速充放电能力且循环寿命长,结合二者的优势可以组成车用“动力电池/超级电容”混合电源系统。本文以提高汽车动力电池循环寿命和实现再生制动为目标,基于“动力电池/超级电容”混合电源系统的思想优化汽车动力系统。具体地,采用较少数量的超级电容作为辅助电源对动力电池进行保护,汽车制动产生能量储存至超级电容,起步时作为动力电池输出电功率的补充。基于纯电动汽车的工作环境,研究了基于汽车制动“概率事件”和制动“类能量”占比两种再生制动临界速度分析方法,确定了纯电动汽车制动能量回收临界速度;通过整车能量流模型得出制动动能传递到优化混合电源系统的能量传递效率,结合两种临界速度界定方法确定优化混合电源系统的超级电容容量;分析了双向DC/DC变换器对应纯电动汽车不同运行状态下的工作模式,详细阐述了双向DC/DC变换器的工作原理;分析确定不同的工作模式下双向DC/DC变换器的的控制方式和控制目标,建立了变换器系统的动态模型,基于模型的传递函数设计了控制器参数;基于SIMULINK的优化混合电源的模型以及优化混合电源系统微型实验平台,仿真和实验分析了优化混合电源系统与单电源系统的循环工况结果,通过电池容量损耗模型定量阐述优化混合电源系统对动力电池的优化作用。
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