电动汽车复合储能系统能量管理策略研究

来源 :安徽大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhouyi_love
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,资源和环境问题日益突出使得电动汽车成为当下研究的热点。考虑到市面上还没有一种单一储能装置能够满足电动汽车对高功率密度、高能量密度、高耐久的要求,本文将拥有高能量密度、循环寿命短的蓄电池和高功率密度、循环寿命长的超级电容相结合构成复合储能系统(Composite Energy Storage System,CESS),充分发挥二者的优势,取长补短。由于CESS存在两种能量源,能量如何在两种能量源之间分配直接关系到电动汽车的续航里程和蓄电池的寿命,故本文主要针对CESS的离线能量管理策略(Energy Management Strategy,EMS)和实时EMS进行研究。为了充分发挥CESS的性能、减小系统损耗以增加电动汽车的行驶里程、延长蓄电池的循环寿命、减小超级电容容量配置,本文提出了基于负载功率分离的电动汽车CESS多目标EMS。首先,运用负载功率分离方式将负载功率分为静态功率和动态功率;然后,结合CESS的损耗模型根据优化目标建立多目标优化函数;接着,再运用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-II)进行多目标优化以实现动态功率的优化分配;最后对比分析了基于不同负载分离方式对优化结果的影响。基于负载功率分离的多目标EMS依赖全局工况数据,无法实现实时控制,故本文提出了一种考虑多个目标的实时EMS。选择数字一阶低通滤波器作为负载功率分离方式。首先,根据系统损耗公式推导出可使系统损耗最小的负载动态电流分配方式;接着,根据超级电容荷电状态(State Of Charge,SOC)构造滤波系数调整函数以调整超级电容SOC在正常充放电区间,保持缓冲瞬时大功率的能力;然后,根据蓄电池组的电流变化率构造了负载动态电流分配系数调整函数以减小蓄电池组电流波动,延长蓄电池寿命;最后在Matlab/Simulink中搭建仿真并与基于规则的EMS进行对比分析。考虑到实验器材有限和安全因素,搭建了小功率的实验平台,并选择了较易实现的ECE15工况对本文提出的实时EMS进行验证,实验结果与仿真结果基本一致,表明了本文所提策略的可实施性。
其他文献
水体污染不仅会影响水质,导致水生态系统退化,且会对水体中微生物的种类组成和数量造成影响。大量人体肠道病原菌会随着污染物潜入水体,并通过饮用水、农业灌溉等传播途径进入人体,对人体健康造成威胁。本研究以安徽阜阳迪沟采煤沉陷区为对象,以合肥市饮用水源地董铺水库为参照系,在分析水体水质的基础上,基于实时荧光定量PCR(q PCR)技术,结合单因素方差分析、RDA分析和Arcgis等分析方法探究上覆水和沉积
高性能的柔性储能装置不仅要具备高能量密度和高容量等优点,还要提高在实际应用中的可靠性和持久性。经研究发现纤维电池可满足上述需求而且很容易与纺织品结合,为可穿戴电子产品提供动力。然而,纤维电池在形变过程中容量会大幅度衰减甚至引发安全问题,因此需要采取有效的措施解决这些问题。为了更好的应用于可穿戴电子产品,纤维电池应致力于追求优异的柔韧性,可自愈,耐久性和优越的电化学性能等目标。在众多种类的纤维电池中
随着电动汽车产业的蓬勃发展,对电驱动系统性能的要求在不断提高,由此带来了一系列的高功率损耗密度和温升等问题。作为车用电驱动系统的核心部件之一,逆变器IGBT模块的功率损耗、结温及散热器问题得到了广泛的关注。由于电动汽车(EV)行驶工况的复杂多样性,IGBT器件开关频率和输出功率都处于持续变化中,导致模块结温波动较大。因此,研究建立基于解析模型的IGBT模块功率损耗及温升的实时预测方法,可以实现对模
优良的电能质量是维系电力市场安全稳定的前提。一方面,经济的高速发展、科技的日新月异使得大量精密仪器成为电力系统正常生产运营的核心,其十分依赖优质的电力环境,尤其对于电压暂降扰动的免疫能力极低;另一方面,国际能源形势紧张、气候变化、环境污染等均促使人们将目光转至清洁能源上,因而以太阳能、风能为主的可再生能源在电力供给中的比重上升,然而电压暂降扰动却严重阻碍了清洁能源并网的进程。作为发生频率最高、危害
传统化石能源一直以来都是人们赖以生存的“基石”,但是近些年来大量使用传统化石能源给环境污染问题带来了很大的挑战,这也迫使人们开发高性能新型可持续能源储存系统。作为一类特别有应用前景的新型储能器件之一—超级电容器,拥有许许多多独到的优点;相比传统的蓄电池,它的循环使用寿命更加长久,充/放电的速率高,功率密度更加高,而且使用起来还很安全环保等。然而电极材料的制备及其微观结构的调控亦是非常重要;其微观结
单电感多输出(Single-inductor Multiple-Output,SIMO)变换器仅需采用一个储能电感,便可实现多条支路独立输出,有效地减少控制芯片和储能电感的数量,降低了电源的成本和大小,为电脑、手机等需要两路及多路输出供电的电子设备提供了一个较为理想的设计方案。凭借这些优势,SIMO DC/DC开关变换器逐渐受到国内外学者的关注。论文以工作在电感电流连续导电模式(Continuou
互联网、物联网等技术的不断更迭和发展,使得高校建设也不断朝着信息化、智能化的方向前进,推动“智慧校园”建设已进入国家发展战略的层面。教室作为学校最基本的单元,对其智能化管理是实现智慧校园建设的核心,然而我国高等院校在教室的智能化、现代化建设上较为薄弱。教室往往集成了空调等能耗设备,传统的人工管理方式难以对这些设备有效及时的管控,教室无人使用但设备依然在运作的现象屡见不鲜,日积月累会造成不容小觑的能
自二十一世纪以来(2009年),有机-无机杂化钙钛矿材料首次尝试应用于光伏领域,因为性能优异、成本低廉,从此引起了越来越多的科研人员的兴趣。随着工业领域的进步和设备工艺的发展,钙钛矿太阳能电池(PSCs)在未来具备无法匹及的竞争优势,成为未来光伏器件的新星。为了实现更优良的光伏性能,器件具备良好的功能层,其中包括两个电荷传输层(用于选择性传输电子和空穴),同时在两个电荷传输层之间还夹着钙钛矿层(又
近年来,传感器与无线通讯的融合促使无线传感器网络(WSN)快速发展。WSN中传感器的类型众多,执行的功能不一,它们可以检测温度、压力、湿度和光强度等。这些传感器数量巨多,供能仍然以电池为主。虽然它们功耗较低,但是电池容量有限,当电池能量耗尽时,传感器无法正常工作,很大程度上限制了WSN发挥作用。针对这一问题,一些研究人员提出从环境中收集机械能量来替代传统电源的可行方案。通常,机械能量转换机制主要包
制作与构建对环境友好无污染以及高电容、长寿命、低损耗的新型电容储能器件对现代信息科技社会具有十分重要的意义。传统的电容储能器件主要是双电层电容器和法拉第赝电容器,但是,它们各自有自己的缺点限制了其本身更好的发展,比如能量密度较低,因此,在传统电容器基础上应运而生了一种更为先进的储能器件—混合超级电容器(HSC)器件,该器件是由法拉第赝电容器和双电层电容器共同组成的,可以同时兼备法拉第赝电容器和双电