混合動(dòng)力電動(dòng)汽車能量管理策略研究答辯
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混合動(dòng)力電動(dòng)汽車能量管理策略研究答辯,答辯人: 專業(yè): 學(xué)號(hào): 指導(dǎo)老師:,論文框架,1.緒論 2.混合動(dòng)力電動(dòng)汽車能源分析 3.混合動(dòng)力電動(dòng)汽車關(guān)鍵技術(shù) 4.混合動(dòng)力電動(dòng)汽車基本結(jié)構(gòu)及其相應(yīng)的控制策略,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(shì)。然而怎樣能夠更加有效利用電池的能源、延長(zhǎng)電池的使用壽命和能源回收等問題成為電動(dòng)汽車發(fā)展的阻力。因此,研究混合動(dòng)力汽車的能源管理體系和控制策略是非常重要的。,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車能源分析,化學(xué)電池 1.鋰離子電池:鋰離子電池由正,負(fù)和電解質(zhì)三部分組成 原理: 正極反應(yīng):放電Li+進(jìn)入,充電Li+脫離。 充電時(shí):LiFePO4→ Li1-xFePO4 + xLi?++ xe-? 放電時(shí):Li1-xFePO4+ xLi?++ xe-?→LiFePO4 負(fù)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(fù)極反應(yīng):放電時(shí)鋰離子分解,充電時(shí)鋰離子進(jìn)入。 充電時(shí):xLi + xe + 6C →LixC6 放電時(shí):LixC6 → xLi + xe + 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(zhì)的影響(4)隔離膜的阻塞或損壞,。,2.鎳氫電池:主要以KOH作為電解液,陰極采用金屬氫氧化鎳,陽極采用錫氫合金的電池 充電時(shí) 陽極反應(yīng):Ni(OH)2?+ OH-?→ NiOOH + H2O + e- 陰極反應(yīng):M + H2O + e-?→ MH + OH- 總反應(yīng):M + Ni(OH)2?→ MH + NiOOH 放電時(shí) 正極:NiOOH + H2O + e-?→ Ni(OH)2?+ OH- 負(fù)極:MH + OH-?→ M + H2O + e- 總反應(yīng):MH + NiOOH → M + Ni(OH)2 在上式中,M是一種吸氫合金,MH是一種表面吸附有氫原子的吸氫合金。最常用的儲(chǔ)氫合金是LaNi5。 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(diǎn)。 另一大優(yōu)點(diǎn)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(jià)值。,3.鉛酸電池:鉛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(shí)電池正極的主要成分是二氧化鉛,鉛是負(fù)極主要成分。在充電狀態(tài)時(shí)主要成分正負(fù)極都是硫酸鉛。 原理: 將鉛酸電池(PbO2)和陰極(Pb)浸入電解液(稀硫酸)中,基于鉛酸電池的原理兩者之間將會(huì)產(chǎn)生2V的電壓,通過充放電,陽極和電解液將發(fā)生如下變化: PbO2 + 2H2SO4 + Pb ---PbSO4 + 2H2O + PbSO4 化合價(jià)降低,負(fù)電荷在電解液中流動(dòng);Pb的化合價(jià)上升,正電荷流動(dòng)。 PbSO4 + 2H2O + PbSO4 ---> PbO2 + 2H2SO4 + Pb 第一硫酸鉛鉛的化合價(jià)上升,被氧化,正電荷為正。第二鉛酸中鉛化合價(jià)較低,負(fù)電荷減少為負(fù)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(jí)電容器,飛輪電池等屬于物理電池。 超級(jí)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(chǔ)電力。 飛輪是類似于能量產(chǎn)生的原理,旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)自己的充放電。,生物電池 生物電池是將生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為電能。生物能量代謝與氧化還原反應(yīng)息息相關(guān)。這些氧化還原反應(yīng)相互影響,相互依存,形成網(wǎng)絡(luò),從而進(jìn)行生物能量的代謝。 現(xiàn)實(shí)情況由于技術(shù)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(dòng)力電動(dòng)汽車關(guān)鍵技術(shù),驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)及其控制技術(shù) ,驅(qū)動(dòng)電機(jī)是電動(dòng)汽車的關(guān)鍵部件,直接影響到車輛的動(dòng)力和經(jīng)濟(jì)性。 動(dòng)力電池及其管理系統(tǒng),,混合動(dòng)力汽車電池的性能直接影響驅(qū)動(dòng)電機(jī)的性能。它用于激勵(lì)電動(dòng)機(jī)并向動(dòng)力系輸出峰值功率,另一個(gè)是吸收制動(dòng)器的再生能量并將其儲(chǔ)存。再生能量對(duì)于提高混合動(dòng)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(jìn)行整車功率控制和工作模式的切換控制。根據(jù)駕駛員的操作,確定駕駛員的意圖,以滿足司機(jī)的需要的前提之下,合理分配電機(jī),發(fā)動(dòng)機(jī),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(dòng)力電動(dòng)汽車基本結(jié)構(gòu)及其相應(yīng)的控制策略,串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車,串聯(lián)式結(jié)構(gòu)圖,發(fā)動(dòng)機(jī),發(fā)電機(jī),電池組,驅(qū)動(dòng)電機(jī)和控制器是構(gòu)成串聯(lián)式的主要部件。 由于串聯(lián)混合動(dòng)力的發(fā)動(dòng)機(jī)與車輛的行駛狀況沒有直接的關(guān)系。因此能源管理策略的主要目標(biāo)是使發(fā)動(dòng)機(jī)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(qū)動(dòng)系統(tǒng),發(fā)動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)共同考慮。,并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車,并聯(lián)式結(jié)構(gòu)圖,并聯(lián)混合動(dòng)力汽車主要由發(fā)動(dòng)機(jī),發(fā)電機(jī),電池組,電機(jī)控制器等組成。在并聯(lián)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中,發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)通過扭矩耦合裝置直接連接到驅(qū)動(dòng)軸上。 并聯(lián)混合動(dòng)力汽車的能源管理戰(zhàn)略尚不成熟,需要進(jìn)一步優(yōu)化。早期混合動(dòng)力汽車能源管理戰(zhàn)略主要以汽車的速度為主。由于設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,易于理解,技術(shù)門檻低,所以混合動(dòng)力汽車的早期發(fā)展已經(jīng)得到了更廣泛的研究和應(yīng)用。,混聯(lián)式結(jié)構(gòu)圖,混聯(lián)式是串聯(lián)和并聯(lián)的組合,其結(jié)構(gòu)和控制模式充分發(fā)揮了兩種驅(qū)動(dòng)模式的優(yōu)點(diǎn)。使發(fā)動(dòng)機(jī),發(fā)電機(jī),電機(jī)等部件全部實(shí)現(xiàn)優(yōu)化匹配,從而在結(jié)構(gòu)上確保系統(tǒng)中在更復(fù)雜工作條件下達(dá)到最佳狀態(tài),更加可以輕易實(shí)現(xiàn)排放和燃油消耗控制目標(biāo)。 混合動(dòng)力汽車由于其獨(dú)特的傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),例如采用行星齒輪傳動(dòng),除了利用瞬時(shí)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(dòng)力電動(dòng)汽車,總結(jié)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?dòng)力汽車與傳統(tǒng)汽車相比吸收了柴油機(jī)車的特點(diǎn)和電動(dòng)汽車的優(yōu)點(diǎn),在改善經(jīng)濟(jì)和減少排放方面的應(yīng)用范圍非常廣泛。作為混合動(dòng)力車輛的重要組成部分,電力供應(yīng)對(duì)車輛動(dòng)力學(xué),經(jīng)濟(jì)性和安全性有重大影響。,致謝,謝謝各位老師批評(píng)指正,- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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