新能源汽车超级电容和电池能量管理系统的simulink建模与仿真

1.课题概述

        新能源汽车的能量管理系统（Energy Management System, EMS）旨在高效管理和分配车辆内的能量资源，以提高整体能效和延长行驶里程。随着电动汽车（Electric Vehicles, EVs）和插电式混合动力汽车（Plug-in Hybrid Electric Vehicles, PHEVs）的普及，超级电容器（Supercapacitors, SCs）和电池（Battery）的结合使用成为了一种有效的解决方案。超级电容器因其高功率密度和长寿命而在瞬时高功率需求方面表现出色，而电池则以其高能量密度和较低的成本成为主要的能量储存单元。本课题将完成新能源汽车超级电容和电池能量管理系统的simulink建模与仿真。

 

2.系统仿真结果

（完整程序运行后无水印）

 

 

 

3.核心程序与模型

版本：MATLAB2022a

 

4.系统原理简介

        新能源汽车，尤其是电动汽车（Electric Vehicle, EV）和插电式混合动力汽车（Plug-In Hybrid Electric Vehicle, PHEV），需要一个高效的能量管理系统来协调超级电容器和电池之间的能量分配。超级电容器因其高功率密度和快速充放电能力而适用于瞬时大功率需求；电池则因其高能量密度和较长的持续供电能力而作为主要的能量储存装置。Simulink作为MATLAB的一个附加组件，提供了一个图形化的建模环境，非常适合用来设计和测试复杂的控制系统。

 

4.1 电池模型

         电池模型通常采用等效电路模型来描述。一个常见的模型是Thevenin模型，它由一个理想电压源、一个串联电阻（代表内部损耗）和一个并联电阻（代表极化效应）组成。其数学表达式如下：

 

 

 

4.4 能量管理

       能量管理系统的核心在于合理分配超级电容器和电池之间的能量流动，以充分发挥两者的优势。常见的策略包括：

 

功率分配控制：根据负载需求动态调整超级电容器和电池的贡献比例。

 

状态估计：实时监测超级电容器和电池的状态，包括荷电状态（State of Charge, SOC）、健康状态（State of Health, SOH）等。

 

协调控制：通过算法协调超级电容器与电池之间的能量交换，以达到最优的能量利用效率。