摘要
电动汽车能有效减少汽车尾气对环境的污染，并已被各国政府大力推广。当前电动汽车主要以锂电池作为储能和动力能源，锂电池工业的快速成长和成本的连续下降也有力地推动了电动汽车的发展。然而，作为能量型电化学储能器件，锂电池在功率输出、低温性能和安全性能上还面临一些棘手的问题。例如电动汽车频繁变化的功率需求，工作温度的剧烈变化，都直接加速锂电池内部的化学反应，使其容量加快衰减和安全性降低。因此延缓锂电池退化和持续增加安全性成为备受关注的研究方向。除了持续研发具有更高性能的硬件和电池材料外，将锂电池和高功率储能器件超级电容器进行组合构成混合储能系统(HESS)是有效且易于落地的解决方案之一。 本研究以经济性和实用化为前提条件，提出并研究了两种管理策略，一种是将模糊控制器和Savitzky-Golay滤波器进行结合进行选择滤波，另一种是基于需求功率分级处理的混合储能系统功率分配控制策略。两种策略的效果通过MATLAB环境进行仿真研究。其次，通过建立超级电容和锂电池的Rint模型对储能系统进行系统优化，以获得在不同里程要求下混合储能系统的最佳组合，并且优化得到在不同里程下储能系统的成本变化情况。 研究结果显示，针对混合储能系统所提出的实时控制策略管理下，锂电池的的最大电流下降37.00％，并使锂电池的循环寿命延长57.31％。在不同超级电容单体的探究中，可以看出随着超级电容器单体的容量或电压的增加可进一步提高储能系统的能效。在对储能系统优化方面，通过对电动汽车行驶里程进行广泛的探究，优化结果表明，在里程范围为240km～252km内，混合储能系统中电池组串并联最优比为142∶33，超级电容组串并联最优比为22∶6。在里程范围为468km～480km，混合储能系统中电池组串并联最优比为105∶87，超级电容组串并联最优比为37∶7。
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