混合動力電動汽車能量管理策略研究【獨家畢業(yè)課程設計含任務書+開題報告+外文翻譯+中期報告+答辯PPT】
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混合動力電動汽車能量管理 策略研究 答辯 答辯人: 專業(yè): 學號: 指導老師: 論文框架 源分析 鍵技術 緒論 研究背景 隨著全球資源的減少和環(huán)保努力的發(fā)展,低排放,低功耗的新型車輛電力系統(tǒng)是全球汽車行業(yè)的發(fā)展趨勢。然而怎樣能夠更加有效利用電池的能源、延長電池的使用壽命和能源回收等問題成為電動汽車發(fā)展的阻力。因此,研究混合動力汽車的能源管理體系和控制策略是非常重要的。 混合動力電動汽車 能源分析 化學電池 鋰離子電池由正,負和電解質三部分組成 原理 : 正極反應:放電 入,充電 離。 充電時: + 放電時: + 極材料:多采用石墨。最新研究發(fā)現(xiàn)鈦酸鹽可能是更好的材料。 負極反應:放電時鋰離子分解,充電時鋰離子進入。 充電時: 6C →放電時: 6C 循環(huán)壽命的影響因素 : ( 1)金屬鋰的沉淀( 2)正極材料的分解( 3)電解質的影響( 4)隔離膜的阻塞或損壞 。 要以 極采用金屬氫氧化鎳,陽極采用錫氫合金的電池 充電時 陽極反應: H)2 + 極反應: M + 反應: M + H)2 → 電時 正極: H)2 + 極: M + 反應: M + H)2 在上式中, 常用的儲氫合金是 鎳氫電池相比于其他電池具有許多無污染,比能量高,功率大,充放電快,耐久性等諸多優(yōu)點。 另一大優(yōu)點是鎳氫電池不含鎘,鉛等有毒金屬,其中一部分還具有較高的回收價值。 酸電池的電極是鉛及其氧化物,電解液是硫酸溶液。鉛酸蓄電池放電狀態(tài)時電池正極的主要成分是二氧化鉛,鉛是負極主要成分。在充電狀態(tài)時主要成分正負極都是硫酸鉛。 原理 : 將鉛酸電池( 陰極( 入電解液(稀硫酸)中,基于鉛酸電池的原理兩者之間將會產生 2過充放電,陽極和電解液將發(fā)生如下變化: 2 2 合價降低,負電荷在電解液中流動 ;電荷流動。 2 2 一硫酸鉛鉛的化合價上升,被氧化,正電荷為正。第二鉛酸中鉛化合價較低,負電荷減少為負值。 物理電池 物理電池是依靠物理變化來提供電池蓄電,超級電容器,飛輪電池等屬于物理電池。 超級電容器是傳統(tǒng)電容器和電池組件之間的電源,主要依靠雙電層和氧化還原電容充電來存儲電力。 飛輪是類似于能量產生的原理,旋轉實現(xiàn)自己的充放電。 生物電池 生物電池是將生物質能轉化為電能。生物能量代謝與氧化還原反應息息相關。這些氧化還原反應相互影響,相互依存,形成網絡,從而進行生物能量的代謝。 現(xiàn)實情況由于技術方面限制,生物電池的研究和使用仍處于初始階段。其前景非??捎^。 3 混合動力電動汽車關鍵技術 驅動電動機及其控制技術 ,驅動電機是電動汽車的關鍵部件,直接影響到車輛的動力和經濟性。 動力電池及其管理系統(tǒng) ,,混合動力汽車電池的性能直接影響驅動電機的性能。它用于激勵電動機并向動力系輸出峰值功率,另一個是吸收制動器的再生能量并將其儲存。再生能量對于提高混合動力汽車的整體效率非常重要。 整車能量管理控制系統(tǒng) 主要功能是進行整車功率控制和工作模式的切換控制。根據駕駛員的操作,確定駕駛員的意圖,以滿足司機的需要的前提之下,合理分配電機,發(fā)動機,電池的等功率組件的功率輸出,利用最佳管理,使有限燃料發(fā)揮最大的作用。 圖 整車綜合控制與多能源管理系統(tǒng)原理圖 4 混合動力電動汽車基本結構及其相應的控制策略 串聯(lián)式混合動力電動汽車 串聯(lián)式結構圖 發(fā)動機,發(fā)電機,電池組,驅動電機和控制器是構成串聯(lián)式的主要部件。 由于串聯(lián)混合動力的發(fā)動機與車輛的行駛狀況沒有直接的關系。因此能源管理策略的主要目標是使發(fā)動機工作效率和排放面積最大。除此之外,為了優(yōu)化能量分配的總體效率,驅動系統(tǒng),發(fā)動機,電動機和發(fā)電機的動力傳動系統(tǒng)應共同考慮。 并聯(lián)式混合動力電動汽車 并聯(lián)式結構圖 并聯(lián)混合動力汽車主要由發(fā)動機,發(fā)電機,電池組,電機控制器等組成。在并聯(lián)混合動力驅動系統(tǒng)中,發(fā)動機和電動機通過扭矩耦合裝置直接連接到驅動軸上。 并聯(lián)混合動力汽車的能源管理戰(zhàn)略尚不成熟,需要進一步優(yōu)化。早期混合動力汽車能源管理戰(zhàn)略主要以汽車的速度為主。由于設計簡單,易于理解,技術門檻低,所以混合動力汽車的早期發(fā)展已經得到了更廣泛的研究和應用。 混聯(lián)式結構圖 混聯(lián)式是串聯(lián)和并聯(lián)的組合,其結構和控制模式充分發(fā)揮了兩種驅動模式的優(yōu)點。使發(fā)動機,發(fā)電機,電機等部件全部實現(xiàn)優(yōu)化匹配,從而在結構上確保系統(tǒng)中在更復雜工作條件下達到最佳狀態(tài),更加可以輕易實現(xiàn)排放和燃油消耗控制目標。 混合動力汽車由于其獨特的傳動系統(tǒng)結構,例如采用行星齒輪傳動,除了利用瞬時優(yōu)化能源管理策略外,整體優(yōu)化能源管理戰(zhàn)略和模糊能源管理策略等。 混聯(lián)式混合動力電動汽車 總結與展望 現(xiàn)如今能源短缺和環(huán)境污染是汽車工業(yè)發(fā)展目前面臨的兩大挑戰(zhàn)。因此,必須研究新能源汽車?;旌蟿恿ζ嚺c傳統(tǒng)汽車相比吸收了柴油機車的特點和電動汽車的優(yōu)點,在改善經濟和減少排放方面的應用范圍非常廣泛。作為混合動力車輛的重要組成部分,電力供應對車輛動力學,經濟性和安全性有重大影響。 致謝 謝謝各位老師批評指正
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