关键词：纯电动汽车;;复合电源;;双向DC/DC变换器;;模糊控制;;能量管理
摘 要：早期的纯电动汽车常常采用的是某一种蓄电池,当面对各种复杂多变的工况条件,可能会频繁的启动、加速和制动,频繁的大电流充放电很难满足实际要求。因此,需要多种类型的蓄电池来组合成复合电源。本论文是依江西省科技厅支撑项目,纯电动汽车复合电源能量管理课题为依托,设计了磷酸铁锂电池组和超级电容组来组成复合电源。通过对磷酸铁锂电池和超级电容的原理及特性进行研究分析之后发现,磷酸铁锂电池具有比能量高、使用安全、环保无污染等性能,但是它有强烈的响应滞后的特性,无法及时响应并满足车辆需要瞬时大功率。超级电容具有比功率大、充电次数多、大电流充放电等性能,在组成的复合电源中加入它使系统中磷酸铁锂电池的大电流充、放电得以规避,其寿命得到延长;系统也会迅速回收制动能量,汽车的续驶里程得到增加;车辆的加速和爬坡性能也得到了提高。由于在电动汽车在制动回收能量的过程中,电流会反方向流动,所以设计了两个双向DC/DC变换器,并最终确定了超级电容组与一个双向半桥DC/DC变换器串联,磷酸铁锂电池组与另外一个双向半桥DC/DC变换器串联,最后让它们并联在母线上,给直流电动机供电。接着根据所设计的电动汽车的各种参数来对计算所需要磷酸铁锂电池和超级电容单体的个数,然后并对双向DC/DC变换器的参数进行计算,各种元器件的选型。最后在中国典型城市循环工况下,采取模糊控制策略,对电动汽车的不同行驶状态,利用MATLAB/Simulink进行了仿真。通过仿真可以看出:复合电源能够很好地分配磷酸铁锂电池组与超级电容组各自所需要向电动机提供的瞬时功率,很好地满足了复杂的工况。本论文的另外一个重点就是硬件电路的设计与实现,主电路采用两个双向半桥DC/DC变换器并联接到母线,控制电路采用DSP TMS320F2812芯片,并设计了采样电路,IGBT驱动电路以及辅助电源电路。利用Altium Designer画出了PCB板并焊接了电路板,最后进行了调试。
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