基于电池循环寿命的电动汽车动力系统控制策略研究

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纯电动汽车具有零排放、零污染的优点,是目前新能源汽车发展的主要方向之一,然而,目前动力电池循环寿命短的问题制约了电动汽车运行性能的发挥和电动汽车的普及与应用。为此,论文以某款典型的纯电动汽车为研究对象,以提高其动力电池循环寿命为目标,研究了基于电池循环寿命的电动汽车动力系统控制策略。论文首先分析了电动汽车磷酸铁锂动力电池工作原理及其循环寿命影响因素,然后通过对某款磷酸铁锂单体动力电池的电化学性能实验,研究了其在不同工况条件下的循环性能;之后,运用多元非线性回归的方法建立了磷酸铁锂动力电池循环寿命的多因素预测模型(简称多因素预测模型),为了研究不同影响因素对电池循环寿命的作用关系,对多因素预测模型进行了敏感度讨论。在此基础上,根据电动汽车原理,利用多因素预测模型,对电动汽车电池组的循环寿命进行了预测分析。接着,以某款典型的纯电动汽车为对象,进行了不同行驶工况下的纯电动汽车实车实验与分析,获取了不同行驶工况下的电动汽车需求输出功率与磷酸铁锂动力电池放电倍率和循环寿命之间的作用关系。在此基础上,提出了基于电池循环寿命的电动汽车加速曲线优化设计方法和基于最优加速曲线的电动汽车动力系统控制策略。之后,以NEDC工况为参考工况,设计了基于电池循环寿命的电动汽车最优加速曲线和制定了最优加速曲线的电动汽车动力系统控制策略。然后,利用整车仿真分析软件AVL Cruise和矩阵分析软件MATLAB/Simulink,搭建了基于电池循环寿命的电动汽车动力系统整车控制仿真模型,并以此对基于电池循环寿命的电动汽车动力系统控制策略进行了仿真与分析。最后,为了验证控制策略的可行性,利用电动汽车底盘测功机对某款典型的纯电动汽车进行了基于电池循环寿命的电动汽车动力系统控制策略实车实验,分析了在行驶工况下的不同控制策略与磷酸铁锂动力电池循环寿命之间的关系。
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