基于电池动态特性的纯电动汽车动力匹配技术的研究

【摘要】：为了应对环境和能源危机,各国都开始致力于新能源汽车的开发和研究,其中纯电动汽车以其零排放、高效率、结构简单的优点成为新能源汽车的研究热点。以目前纯电动汽车关键部件以控制技术的发展水平来看,纯电动汽车动力系统匹配技术是进一步提高整车经济性并降低整车成本的可行手段。电池作为纯电动汽车的核心部件,其动态特性对于动力系统其他部件特性以及整车性能都有显著的影响,因此,本文基于实验与理论分析研究电池动态特性规律,为动力系统参数匹配提供理论和数据上的支持。文章的研究内容包括如下几个部分:首先,分析了纯电动汽车的发展背景以及目前纯电动汽车用动力电池的发展状况,并对纯电动汽车动力系统参数匹配研究现状进行了总结。其次,采用试验结合理论分析研究了纯电动汽车关键部件—电池的动态特性,包括开路电压特性、内阻特性、容量特性、峰值功率特性以及循环寿命特性,并给出了不同容量电池的参数估计方法。结合各个部件特性分析并基于Advisor软件搭建适用于纯电动汽车的整车仿真模型,为下文动力系统参数优化仿真奠定基础。然后,以整车性能需求和电机以及电池特性分析为基础,结合各种约束条件,以满足整车动力性经济性设计指标为目标,完成动力系统参数的初步匹配。最后,采用粒子群算法脚本调用基于Advisor的整车模型对初步匹配的动力系统参数进行进一步的优化。本文基于电池动态特性的研究完成了一款纯电动汽车的动力系统匹配工作,电池动态特性研究为动力系统匹配计算和电池建模仿真提供了数据支持和理论依据,对提高动力系统匹配准确性具有重要意义。 【关键词】：纯电动汽车 电池 动力系统匹配 优化 粒子群算法
【学位授予单位】：辽宁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 课题研究背景9-10
• 1.2 动力电池发展状况10-14
• 1.3 本课题的研究意义及研究现状14-16
• 1.3.1 课题研究的意义14
• 1.3.2 课题研究的现状14-16
• 1.4 本文的主要研究内容16-17
• 2 锂离子动力电池动态特性研究17-30
• 2.1 锂离子动力电池在电动汽车中的应用及电池参数17-20
• 2.1.1 电动汽车用动力电池17
• 2.1.2 电池参数17-20
• 2.2 电池动态特性分析20-29
• 2.2.1 开路电压特性20-21
• 2.2.2 容量特性21-22
• 2.2.3 内阻特性22-25
• 2.2.4 峰值功率特性25-28
• 2.2.5 循环寿命特性28-29
• 2.3 本章小结29-30
• 3 基于Advisor的整车仿真平台的建立30-45
• 3.1 Advisor仿真软件简介30-33
• 3.1.1 Advisor概述30-31
• 3.1.2 Advisor工作机理31
• 3.1.3 Advisor的仿真过程31-33
• 3.2 纯电动汽车模型的建立33-44
• 3.2.1 车身模型34-35
• 3.2.2 车轮模块的建立35-36
• 3.2.3 建立变速器模型36
• 3.2.4 主减速器模块的建立36-37
• 3.2.5 整车性能的仿真37-38
• 3.2.6 电池建模38-40
• 3.2.7 电机建模40-44
• 3.3 本章小结44-45
• 4 动力系统参数初步匹配45-57
• 4.1 匹配方案45-46
• 4.1.1 整车基础参数与设计目标45
• 4.1.2 初步匹配方案45-46
• 4.2 动力系统初步匹配46-56
• 4.2.1 电机的匹配46-50
• 4.2.2 匹配电池系统参数及电池质量估计50-53
• 4.2.3 其他关键参数匹配53-54
• 4.2.4 匹配结果与仿真分析54-56
• 4.3 本章小结56-57
• 5 基于PSO算法的动力系统匹配优化57-67
• 5.1 优化目标函数的确立57-59
• 5.1.1 优化变量选择57-58
• 5.1.2 优化目标函数58-59
• 5.2 约束机制59-60
• 5.3 粒子群优化算法简介60-62
• 5.4 优化过程分析62-63
• 5.5 优化结果与仿真分析63-66
• 5.5.1 优化结果分析63-64
• 5.5.2 仿真结果对比与验证64-66
• 5.6 本章小结66-67
• 6 总结与展望67-69
• 6.1 全文总结67
• 6.2 研究展望67-69
• 参考文献69-71
• 攻读硕士期间发表学术论文情况71-72
• 致谢72

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