汽车工业快速发展,新能源汽车技术已被列为战略新兴产业,电动汽车技术在过去十年得到充分发展。作为纯电动汽车的核心部件,动力电池目前在比能量、比功率、寿命等方面的性能不尽如人意。相比之下,将超级电容引入储能系统,充分发挥动力电池与超级电容的优势是一种可行的解决方案。本文针对纯电动汽车用复合电源系统在构型、匹配、能量管理策略制定和优化等方面的重要问题进行了相关研究。(1)对复合电源关键组成部分进行实验研究,对磷酸铁锂动力电池进行循环充放电实验、HPPC实验等,对其充放电特性、内阻特性、容量特性、效率特性等进行研究;对超级电容进行充放电实验和HPPC实验,研究其充放电特性、内阻特性、效率特性;对双向DC/DC的效率特性进行实验,得到效率MAP,为后文建立复合电源系统部件模型并匹配和策略优化提供基础。(2)建立复合电源系统部件模型并实验验证模型准确性。分析了现有常见复合电源系统构型,并提出了分组式复合电源系统结构。通过分析复合电源的需求,进行复合电源系统的CPE函数分析,然后采用基于动态规划的参数匹配方法进行参数匹配。(3)基于所建立的复合电源模型,提出采用双卡尔曼滤波算法对电池健康状态(SOH)进行在线估计,并利用Sage-Husa自适应算法和模糊控制器分别对状态噪声协方差和观测噪声协方差进行修正,以提高策略精度,经过验证该方法具有较好的收敛性和准确性。(4)提出复合电源系统基本能量管理策略,对所提出的复合电源系统以能量损耗最小为目标进行动态规划,然后基于动态规划结果,对所提出的基本能量管理策略进行优化,通过仿真分析在UDDS工况下,使用优化后的策略,复合电源系统中超级电容能够更充分利用,SOC消耗节约2.5%。(5)搭建分组式复合电源系统及实验平台,通过对比实验验证所提出的优化策略,实验表明基于动态规划结果的优化规则策略能够更充分利用超级电容,降低系统能耗。