超级电容与锂电池混合动力系统能量控制研究及实现

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1、超级电容与锂电（申请工学硕士学位论文）池混合动力系统超级电容与锂电池混合动力系统能量控制能量控制研究及实现研究及实现培养单位：自动化学院学科专业：控制科学与工程林苗研究生:林苗指导老师：陈启宏教授武汉理工大学2014年5月万方数据分类号密级UDC学校代码10497学位论文题目超级电容与锂电池混合动力系统能量控制研究及实现英文EnergyControlResearchandImplementationfor题目HybridSystemoftheSuperCapacitorandLithiumBattery研究生姓名林苗姓名陈启宏职称教授学位博士指

2、导教师单位名称自动化学院邮编430070申请学位级别硕士学科专业名称控制科学与工程论文提交日期2014年5月论文答辩日期2014年5月学位授予单位武汉理工大学学位授予日期2014年6月答辩委员会主席黎洪生教授评阅人黎洪生教授宋仲康副教授2014年5月万方数据独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文

3、中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人承诺所提交的学位论文（含电子学位论文）为答辩后经修改的最终定稿学位论文，并授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。（保密的论文在解密后应遵守此规定）研究生（签名）：导师

4、（签名）：日期：万方数据武汉理工大学硕士学位论文摘要能源与环保是当今世界的两大主题，汽车对这两大问题都有巨大影响，纯电驱动是下一代汽车技术发展的必由之路。将超级电容与锂电池组成混合电源驱动汽车，可以充分发挥超级电容器功率密度大、寿命长、充放电速度快，锂电池能量密度大等优点，但两个能量源间能量流的管理与控制还有待进一步优化。本文针对这个问题，基于自主研发的混合动力系统测试平台，开展对混合动力系统能量控制策略研究。主要内容如下：分析了超级电容特性及电动汽车工况特性，对超级电容锂电池构成的混合动力系统拓扑结构进行了分析比较，确定使用超级电容通过DC/

5、DC变换器与锂电池组并联结构。基于已选择的混合动力系统结构，设计了混合动力系统测试平台，阐述了混合动力系统的工作原理以及如何通过控制DC/DC变换器的输出电流对能量源能量进行控制。研究了基于多目标动态规划的控制策略，在提高效率的同时有效保护了能量源，进一步优化能量控制效果。设计了测试平台监控软件，提出了一种“四层结构/三级模式”软件体系结构，使用统一建模语言UML对系统进行需求分析、微观设计、宏观设计的表达，运用面向对象的思想对测试系统的关键部件进行属性和行为描述，采用C++语言，完成控制软件的设计。将混合电源的控制策略进行修正后写入控制软件中

6、，对测试平台进行试验，模拟汽车不同工况下的运行状态以及不同工作模式下的能量控制。分析了基于多目标动态规划控制策略的能量控制效果。结果表明，混合动力系统能量控制合理，始终工作在高效安全区域。本文对超级电容锂电池混合电源的结构设计和控制策略进行了分析，设计出测试平台，进行了仿真及实验，并取得较为理想的结果，对混合电源的优化设计和实际应用具有一定的参考意义。关键词：超级电容，混合动力，能量控制，动态规划I万方数据武汉理工大学硕士学位论文AbstractEnergyandenvironmentarethetwobigthemesintoday'swor

7、ld.Pureelectricdriveistheonlywayforthedevelopmentofthenextgenerationofautomotivetechnology.Thecompositionofthelithiumbatteryandsupercapacitorhasgreatimpactonsuchproblems.Thisthesiswillresearchontheenergycontrolstrategybasedonaself-developedtestsystem.Themaincontentsareasfoll

8、ows:Thethesisanalyzedprinciplesofthesupercapacitorandworkingcharacteristico