雙源動車組動力電池組建模仿真技術(shù)研究.pdf

1、雙源動力動車組作為一種創(chuàng)新的動力模式能夠有效節(jié)約能源、降低運(yùn)營成本，具有廣闊的市場前景。鋰離子電池組作為該動車組的動力源之一，能夠?yàn)樘峁┸囕v正常運(yùn)行所必須的牽引功率并且回收制動能量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，是一種完全自主創(chuàng)新的動車組動力模式。本文以雙源動力動車組動力電池系統(tǒng)為主要研究對象，按照設(shè)計要求搭建了能夠模擬工況下動力電池系統(tǒng)實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)的仿真模型，并通過與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比分析，驗(yàn)證了模型的仿真精度。具體的研究內(nèi)容和成果如下:
　　(

2、1)通過了解雙源動力動車組的研究背景和意義明確了該動車組的概念;通過分析車載動力系統(tǒng)的工作方式和需要突破的各關(guān)鍵技術(shù)，確立了本論文的主要研究對象;通過調(diào)研鋰離子電池成組模型的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及蓄電池系統(tǒng)在軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀，確立了本論文的研究方法。
　　(2)依照動力電池系統(tǒng)的具體工作模式，通過分析該動車組具體的牽引制動特性輸入條件，利用Matlab軟件計算出了車輛在起動、勻速和制動過程中相應(yīng)的功率需求;結(jié)合功率需求，通過對可

3、能適用于動力電池系統(tǒng)的幾種鋰離子電池在電壓范圍、充放電倍率、工作環(huán)境溫度、電池能量密度和循環(huán)壽命等方面進(jìn)行比較，確定了所選電池類型，并設(shè)計了電池組的具體配置方式，給出了電池系統(tǒng)箱體結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計方式，為動力電池系統(tǒng)仿真模型的搭建做好前期分析工作。
　　(3)詳細(xì)研究了搭建包括DC/DC變換器模塊和動力電池組模塊兩部分在內(nèi)的動力電池系統(tǒng)整體仿真模型的方法，其中重點(diǎn)研究了DC/DC變換器的具體控制方式以及電池組Thevenin模塊中對

4、于電池串并聯(lián)的處理方式;設(shè)計了能夠通過抽取車輛運(yùn)行特征工況數(shù)據(jù)來模擬牽引逆變器具體的運(yùn)行方式的功率源模塊;設(shè)計了直流穩(wěn)壓環(huán)節(jié)用以穩(wěn)定直流母線電壓;該仿真模型良好地實(shí)現(xiàn)了對雙源動力動車組動力電池供電系統(tǒng)工況下運(yùn)行狀態(tài)的完整模擬。
　　(4)給出了動力電池系統(tǒng)仿真模型中各模塊參數(shù)的設(shè)置方法，其中重點(diǎn)研究了利用正態(tài)分布規(guī)律進(jìn)行參數(shù)數(shù)量擴(kuò)展的方法;通過對動力電池系統(tǒng)仿真結(jié)果的分析說明了該模型的仿真結(jié)果符合設(shè)計要求，能夠滿足車輛工況下的功率