基于ADVISOR二次开发的车载复合电源参数匹配研究

摘要

随着环保节能观念的推广,新能源车辆成为全球汽车行业研发的热点。作为新能源汽车的必须动力源——电能存储系统,其性能好坏直接影响到车辆的动力性与经济性。近几年随着新能源汽车中再生制动系统的引入,车辆行驶规律更加复杂化,频繁的驱动或制动过程对电能存储系统提出了较高的大功率充放电特性要求,而传统的动力电池组功率密度低,效率低且寿命短,已经不能满足整车的需求。所以,用复合电源替代传统的蓄电池组单一电源是新能源车载电源的发展方向。本文即以某混联式混合动力城市公交车为原型车,将其动力电池单一电源改装为由蓄电池和超级电容组合而成的复合电源系统。
　　本文首先通过探究复合电源各个组成部件的工作特性,为原车型设计了合理高效的主动控制并联式复合电源结构。基于此结构,在分析了对复合电源参数匹配有影响的因素之后,通过研究整车对复合电源的功率与能量性能需求,利用ADVISOR计算出原型车选定循环工况下对复合电源的功率与能量需求,建立了复合电源参数匹配需要的功率与能量约束条件,并通过系统成本与系统质量等边界约束条件的结合,最终确定了镍氢蓄电池与超级电容的串联节数、峰值功率等参数,确定了两者容量规格各自的取值范围。
　　通过深入研究ADVISOR二次开发过程,开发出了复合电源混联式混合动力整车仿真模型。在此过程中实现了ADVISOR仿真界面车型图标的创建、超级电容数据库的调用、新建循环仿真工况与调用,开发出了复合电源系统仿真模块,建立完善了复合电源整车控制策略模块,并总结了ADVISOR二次开发的步骤。基于开发出的复合电源混合动力整车仿真模型,采用先进遗传算法与ADVISOR仿真相结合的优化方法对蓄电池与超级电容的容量参数进行了优化设计,最终确定了两者的容量规格。最后,通过仿真实验,验证了设计出的复合电源系统的可行性与有效性;并与原单一电源整车仿真结果作对比分析,说明了复合电源对蓄电池的保护作用及其对整车经济性的提升作用。

目录

基于ADVISOR 二次开发的车载复合电源参数匹配研究

RESEARCH ON PARAMETERS MATCHING OFTHE VEHICLE-MOUNTED COMBINED POWERBASED ON SECONDARY DEVELOPMENT OFADVISOR

摘 要

Abstract

第1章 绪 论

1.1 研究目的与研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容

第2章 复合电源结构确定

2.1 引言

2.2 蓄电池特性分析

2.3 超级电容特性分析

2.4 DC-DC特性分析

2.5 复合电源系统结构

2.6 本章小结

第3章 复合电源参数设计

3.1 引言

3.2 影响复合电源参数设计的因素

3.3 ADVISOR单一电源整车建模与循环工况的二次开发

3.4 整车对复合电源能量与功率性能需求

3.5 复合电源参数匹配

3.6 本章小结

第4章 ADVISOR复合电源整车模型开发

4.1 引言

4.2 ADVISOR仿真界面的二次开发

4.3 车身及动力传动系统建模

4.4 复合电源系统模型开发

4.5 复合电源整车模型开发

4.6 复合电源混合动力整车模型开发方法总结

4.7 本章小结

第5章 复合电源参数优化与整车仿真实验

5.1 引言

5.2 复合电源参数优化

5.3 复合电源整车仿真实验

5.4 与单一电源整车对比分析

5.5 本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

哈尔滨工业大学学位论文原创性声明及使用授权说明

致 谢