車輛混合動(dòng)力系統(tǒng)的能源管理策略

新能源汽車

車輛混合動(dòng)力系統(tǒng)的能源管理策略

基于能量存儲(chǔ)系統(tǒng)的混合動(dòng)力系統(tǒng)有望滿足汽車對(duì)高能量和高功率的需求。而能源管理策略（EMS）是對(duì)混合動(dòng)力能量存儲(chǔ)系統(tǒng)效率和性能影響最主要的問題。為燃料電池、電池和超級(jí)電容器等動(dòng)力資源開發(fā)了新型EMS，以管理能源之間的瞬時(shí)功率分離。鑒于燃料電池動(dòng)力學(xué)的限制和能源管理的復(fù)雜性，介紹了該新型EMS的完整控制結(jié)構(gòu)并對(duì)其進(jìn)行了測(cè)試。設(shè)計(jì)局部控制器控制每個(gè)電源輸出的電流與參考電流相一致，并確保電源的安全運(yùn)行。在功率分離技術(shù)的基礎(chǔ)上，使用簡(jiǎn)單且有效的算法生成參考電流，對(duì)所需功率的頻率進(jìn)行分解。該算法采用具有不同分裂頻率的兩個(gè)低帶寬濾波器從電源中分配相應(yīng)的負(fù)荷功率。利用Matlab/ Simulink軟件進(jìn)行仿真，以驗(yàn)證所提出控制策略的有效性。

仿真結(jié)果表明，該混合動(dòng)力系統(tǒng)改善了燃料電池、電池和超級(jí)電容器的能量分配性能，特別是在以下幾個(gè)方面：①在不同工作模式下，混合動(dòng)力系統(tǒng)能源能夠滿足不可預(yù)知負(fù)荷所需能量需求，并滿足不同能源的“固有特性”（燃料電池、電池和超級(jí)電容器的電壓和電流極限值，燃料電池的緩慢動(dòng)態(tài)特性以及電池、超級(jí)電容器的電荷狀態(tài)）；②能夠使燃料電池系統(tǒng)工作在最有效的區(qū)域；③該EMS具有良好的魯棒性和穩(wěn)定性，即在動(dòng)力循環(huán)周期內(nèi)具有良好的跟蹤響應(yīng)（瞬態(tài)性能）性能、低超調(diào)性、穩(wěn)態(tài)零誤差、控制靈活性和通用性。

因此，所研究的混合動(dòng)力系統(tǒng)EMS能源管理策略能很容易地適用不同燃料電池、電池和超級(jí)電容器規(guī)范的要求，且能將其應(yīng)用到其它領(lǐng)域。

刊名：IEEE Transactions on Electrical and Electronic Engineering（英）

刊期：2014年第9期

作者：Amiya Kumar Tripathy et al

編譯：朱會(huì)