摘 要

随着人们对资源的大肆挥霍，我们的环境受到较大的破坏，资源也越来越贫乏。这一现状驱使我们对新能源进行探索。消耗化石燃料的传统汽车是环境污染一大要素，混合动力汽车作为一种新型汽车，能够有效地起到保护环境、减少污染的作用。在众多科研人员的努力下，混合动力汽车发展得越来越成熟成熟，但同时我们也应看到混合动力汽车尚存的动力和续航的问题，为混合动力汽车增加辅助能源，不仅可以提供瞬时大功率，同时还易回收再生制动能量，达到增加续驶里程的目的。选择超级电容器作为辅助能源，能够有效的提升混合动力汽车的动力性和经济性。

电源管理系统通过对单体电压，温度、总电压、总电流等参数进行测量并作出相应控制措施，可以使能量源的使用效率提高并保证安全性，对于混合动力汽车而言至关重要。

本文分别针对超级电容器组和锂电池组的工作特性和性能指标提出了各自的管理系统，重点针对超级电容器设计了其管理系统的硬软件，提出了相应的控制策略。本文还针对超级电容器组和锂电池组组成的复合电源在不同行驶工况下做出了功率匹配分析。

关键词：混合动力汽车；超级电容器组；锂电池组；电源管理系统；功率匹配

Abstract

As people launch out of resources, our environment is destroyed seriously, and resources are increasingly scarce. This situation drives us to explore new energy sources. Traditional vehicles that consume fossil fuels are a major element of environmental pollution. As a new type of automobile, hybrid electric vehicles can effectively protect the environment and reduce pollution. Among the many efforts of researchers, the development of hybrid vehicles is becoming more and more mature, but at the same time, we should also see the hybrid cars remaining power and life problems, increase the auxiliary energy for hybrid cars, can not only provide instantaneous power, but also easy to recycle braking energy to increase mileage objective. The choice of ultracapacitor as an auxiliary energy source can effectively improve the power and economy of hybrid vehicles.

The power management system can measure the voltage, the temperature, the total voltage and the total current of the monomer, and make corresponding control measures, which can improve the efficiency of the energy source and ensure the safety. It's very important for hybrid cars.

This paper put forward a management system for ultracapacitor group and lithium battery group base on working characteristics and performance indicators, focusing on the design of the hardware and software of the management system for the ultracapacitor, and proposes the corresponding control strategy. In this paper, the power matching analysis of the composite power supply composed of the ultracapacitor and the lithium battery is made under different driving conditions.

Key Words：hybrid vehicle；ultracapacitor；lithium battery；power management system；power matching

目 录

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 混合动力汽车上超级电容器的运用现状 1

1.2.1 国外发展现状 1

1.2.2 国内发展现状 2

1.3 课题研究的目的与意义 2

1.4 基于超级电容器复合电源系统的技术现状和主要问题 3

1.5论文主要研究内容 3

第2章 复合电源的选型与确定 4

2.1 复合电源结构选择 4

2.2 复合电源的匹配设计 5

2.2.1 汽车基本参数 5

2.2.2 发动机选型 6

2.2.3 电机选型 6

2.2.4 储能元件选型 9

第3章 超级电容器组管理系统 12

3.1 超级电容器原理及分类 12

3.2 超级电容器性能指标和设计要求 13

3.3 超级电容器组管理系统的开发与实现 13

3.3.1 超级电容器组管理系统硬件部分 15

3.3.2 超级电容器组管理系统软件部分 28

3.3.3 超级电容器组SOC估计 32

第4章 锂离子电池组管理系统 36

4.1 锂离子电池原理及分类 36

4.2 锂离子电池性能指标和设计要求 38

4.3 锂离子电池组管理系统的开发与实现 40

第5章 复合电源控制策略 41

5.1 复合电源控制策略分类 41

5.2 复合电源工作模式 43

5.3 功率分配控制策略设计 47

第6章 总结 50

6.1 论文总结 50

6.2 后期展望 50

参考文献 51

附录A：从控模块的主函数和定时函数 53

致 谢 55