热门搜索: 论文 发表 社科期刊 北大核心 南大核心 cssci 科技期刊 教育

当前位置:主页 > 硕博论文 > 工程博士论文 >

电动汽车复合电源参数优化与能量管理策略研究

发布时间:2019-01-05 06:54
【摘要】:电动汽车因其具有节能、高效、安全等特征,已经成为建立低碳社会智慧城市的主要交通工具之一,是当前新能源汽车重要发展方向和学术研究热点。由于目前包括锂离子电池在内的动力电池功率密度仍然较低,环境适应性也相对较差等,单纯以电池作为能量存储的电动汽车还面临许多挑战,包括充电时间长和循环寿命短等。近年来发展起来的超级电容不仅功率密度高、充放电快,而且循环寿命也远超动力电池,具有与电池极好的互补特性。因此将超级电容作为辅助能量单元与动力电池构成优势互补的复合电源系统,可以大大地提高电动汽车动力电源系统的性能。本文从复合电源的参数优化、能量状态估计和能量管理三个方面,针对目前国内外研究中存在的不足,展开了深入的研究。在容量优化设计方面,超级电容容量是影响复合电源系统性能和成本的关键因数之一,对其进行合理优化不但可以提高系统性能,还能有效地降低系统成本。然而从目前的研究来看,绝大多数工作都是针对电池容量的优化问题进行展开,很少有文献对超级电容的容量优化问题进行系统讨论。本文提出对超级电容的容量进行优化,并对优化方法进行了详细描述。以动力电池寿命和超级电容容量成本加权最小为优化目标,采用两个标准工况数据用以描述车辆对电源系统的功率需求,建立了系统性能分析和超级电容容量优化方法。优化结果表明在保证性能的同时,可以有效地降低电源系统的成本。在能量状态估计方面,针对由于传感器测量信息的不完备性导致的随机噪声不能满足高斯分布,致使能量状态估计的卡尔曼滤波方法(包括卡尔曼滤波、扩展卡尔曼滤波、无迹卡尔曼滤波等)不再适用这一问题,本文提出了一种以粒子滤波和无迹卡尔曼滤波为基础的能量状态估计新方法。该方法通过对状态粒子进行重要性采样来逼近系统状态的后验概率密度函数,然后利用无迹卡尔曼滤波对采样后的状态粒子进行观测更新以获得最新状态。在动力电池模型参数准确和扰动两种情况下进行了仿真验证,结果表明即使随机噪声不能满足高斯分布,该方法仍然可以获得高的估计精度和好的鲁棒性。在能量管理方面,车辆的工况信息可以为复合电源的能量管理与优化提供有效的依据。然而目前文献关于工况的研究仅仅集中于车辆的速度和加速度信息,缺乏对工况的驱动模式进行研究。本文提出了一种基于模式识别的能量管理策略,根据车辆的速度特征对工况的驱动模式进行了划分,以此为基础建立了模式识别的神经网络模型。然后对工况特征参数和滚动时间窗长度进行了优化,并利用特征参数的工况统计数据对神经网络模型进行训练和验证。考虑到超级电容与动力电池不同的电学特性,本文利用小波变换算法对车辆每一种驱动模式下的功率需求进行分解,并将得到的高频功率需求分配给超级电容,低频功率需求分配给动力电池。仿真结果表明通过对工况的驱动模式进行识别可以更加有效地提高电源系统的能量效率,延长动力电池的使用寿命。近些年来,随着全球定位系统与车载数字地图在汽车上的应用,使得基于位置信息的功率需求预测成为了可能。然而目前文献所建立的预测能量管理策略却完全忽略了系统和环境的不确定性因素对功率需求预测精度的影响。本文将误差作为随机变量引入到预测能量管理中,提出了一种考虑功率需求预测随机性的能量管理策略。建立了复合电源的寿命和能量成本模型,基于该模型系统地研究了由误差的随机性引起的功率需求波动对复合电源成本的影响。为了优化复合电源的寿命和能量成本,提出了功率需求预测的随机优化方法。仿真结果表明本文提出的策略能够有效地降低电源系统的寿命和能量成本。
[Abstract]:......
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:U469.72

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 张松;吴光强;郑松林;;插电式混合动力汽车能量管理策略多目标优化[J];同济大学学报(自然科学版);2011年07期

2 薛剑波;;轻度混合动力汽车能量管理策略研究[J];上海汽车;2012年08期

3 赵广耀;陈泽宇;杜志远;陈伟强;;串联混合动力汽车的能量管理策略[J];东北大学学报(自然科学版);2013年04期

4 彭涛,陈全世;并联混合动力电动汽车的模糊能量管理策略[J];中国机械工程;2003年09期

5 朱元,田光宇,陈全世,吴昊;混合动力汽车能量管理策略的四步骤设计方法[J];机械工程学报;2004年08期

6 朱元;吴志红;田光宇;张涵;孙鸿航;;基于马尔可夫决策理论的燃料电池混合动力汽车能量管理策略[J];汽车工程;2006年09期

7 易纲;常思勤;;基于模糊神经预测的新型电控液驱车辆的能量管理策略研究[J];机床与液压;2006年11期

8 舒红;刘文杰;袁景敏;高银平;;混联型混合动力汽车能量管理策略优化[J];农业机械学报;2009年03期

9 张博;郑贺悦;王成;;可外接充电混合动力汽车能量管理策略[J];机械工程学报;2011年06期

10 肖仁鑫;李涛;邹敢;秦颖;;基于随机动态规划的混联式混合动力汽车能量管理策略[J];汽车工程;2013年04期

相关会议论文 前6条

1 王旭峰;彭飞;冒波波;陈维荣;;基于模糊优化的功率跟随式能量管理策略研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年

2 彭然;张继业;宋鹏云;陈彦秋;;列车复合电源系统能量管理策略的研究[A];第十四届全国非线性振动暨第十一届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集与会议议程[C];2013年

3 谢鑫;;基于动态规划算法的串联混合动力汽车能量管理策略[A];2012重庆汽车工程学会年会论文集[C];2012年

4 谢鑫;;基于动态规划算法的串联混合动力汽车能量管理策略[A];西南汽车信息:2012年上半年合刊[C];2012年

5 裴春松;;SLG6107PHEV型增程式电动汽车能量管理策略[A];2012重庆汽车工程学会年会论文集[C];2012年

6 高明明;王智晶;孟甲凡;;混合动力汽车转矩分配策略研究[A];自主创新、学术交流——第十届河南省汽车工程科学技术研讨会论文集[C];2013年

相关博士学位论文 前10条

1 王光平;并联插电式混合动力汽车控制技术研究[D];吉林大学;2016年

2 詹森;基于工况与驾驶风格识别的混合动力汽车能量管理策略研究[D];重庆大学;2016年

3 苗强;基于载荷重构的混合动力公交车能量管理策略优化研究[D];山东大学;2017年

4 张乔;电动汽车复合电源参数优化与能量管理策略研究[D];吉林大学;2017年

5 李卫民;混合动力汽车控制系统与能量管理策略研究[D];上海交通大学;2008年

6 杨官龙;基于驾驶意图与工况识别的插电式混合动力汽车能量管理策略研究[D];重庆大学;2014年

7 张博;可外接充电混合动力汽车能量管理策略研究[D];吉林大学;2009年

8 吴剑;并联式混合动力汽车能量管理策略优化研究[D];山东大学;2008年

9 张冰战;插电式混合动力电动汽车能量管理策略研究[D];合肥工业大学;2011年

10 冯代伟;串联型液压混合动力汽车的能量管理策略研究[D];电子科技大学;2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 方越栋;基于随机动力需求预测的混合动力公交车能量管理策略[D];浙江大学;2015年

2 吴佳骏;四轮轮毂电动车能量管理策略研究[D];电子科技大学;2014年

3 秦亚斌;微电网控制与能量管理策略的研究[D];太原理工大学;2013年

4 张杰;无人车节能技术的研究和实现[D];西安工业大学;2013年

5 李训明;并联式混合动力汽车能量分配策略优化研究[D];山东理工大学;2015年

6 石大排;基于行星齿轮传动的插电式混合动力汽车能量管理策略研究[D];山东理工大学;2015年

7 王坤玉;基于粒子群算法的增程式电动汽车能量管理策略研究[D];东北大学;2014年

8 张洁丽;基于模型预测控制的插电式混合动力客车能量管理策略研究[D];北京理工大学;2016年

9 严索;基于MPC的并联式液压混合动力车辆能量管理策略研究[D];华中科技大学;2014年

10 黄欣;增程式电动汽车参数匹配与能量管理策略优化研究[D];上海工程技术大学;2016年



本文编号:2401439


论文下载
论文发表
教材专著
专利申请


    下载步骤:
    1.微信扫码,备注编号 2401439.
    2.
    点击下载


    本文链接:http://www.bigengculture.com/shoufeilunwen/gckjbs/2401439.html

    ×
    推荐期刊