纯电动汽车复合储能系统及其能量控制策略

针对纯电动汽车行驶里程不足、蓄电池使用寿命短等问题,研究了由蓄电池、超级电容和双向DC-DC变换器组成的复合储能系统。为实现能量的合理分配,分别制定了逻辑门限控制策略和模糊控制策略。利用电动汽车仿真软件搭建了整车仿真模型,从而进行仿真研究。得出复合储能系统中蓄电池电流、超级电容电流和蓄电池荷电状态特性曲线,并与蓄电池单独供电的仿真结果进行对比。为验证复合储能系统控制策略的可行性和有效性,搭建了复合储能系统实验平台,对纯电动汽车的驱动与制动过程进行实验研究。仿真和实验结果表明复合储能系统及其控制策略能有效地降低蓄电池充放电电流,回收制动能量,提高纯电动汽车行驶里程。     

基于混合储能技术电动汽车驱动性能研究

纯蓄电池组汽车在起步、上坡和加速时输出功率较小;下坡及减速时电机回馈的能量不能及时回收,造成能量浪费。文章以永磁同步电机为电动机载体,提出了一种基于混合储能技术的能量管理控制策略,根据电动汽车负载实时功率、超级电容组端电压、蓄电池组荷电状态和蓄电池组最大充放电功率实时调节蓄电池组和超级电容组充放电功率的大小,在保护混合储能系统的同时,尽可能满足电动汽车在起步、上坡、加速时输出大功率,在下坡、减速时及时吸收电机回馈的能量。通过Matlab/Simulink搭建模型仿真,验证了该控制策略的可行性及实操性。     

电动汽车复合电源系统仿真研究

当前,电动汽车用蓄电池的比能量和比功率还不能达到理想的要求,将超级电容引入到电动汽车的储能系统中,构建超级电容—蓄电池复合电源系统,利用超级电容高功率密度特性弥补蓄电池的不足。综合考虑运用两种储能系统的优缺点,解决了电动汽车续驶里程与加速爬坡性能之间的矛盾。在MATLAB/Simulink环境下对复合电源系统中重要模块进行仿真,测试结果显示,采用超级电容—蓄电池的复合电源系统能发挥其高能量密度和高功率密度特性,从而提高车辆的动力性能和能量利用率。     

基于模糊控制的混合储能可变时间滤波常数控制方法

针对光储一体发电系统中蓄电池-超级电容混合储能系统的功率动态分配问题,提出一种基于模糊控制的混合储能系统可变滤波时间常数功率分配方法.该方法考虑超级电容的荷电状态和混合储能系统功率需求的变化率,利用模糊控制对低通滤波时间常数进行动态调节,最大化利用超级电容在暂态过程中功率快速响应特性,使蓄电池功率响应更加平滑,减少对蓄电池的冲击,提升混合储能系统的整体性能.仿真结果表明,该方法能根据超级电容荷电状态和功率需求变化率,充分发挥超级电容功率型和蓄电池能量型的功能特性,有效提高光储一体发电系统的鲁棒性.     

电动轮自卸车能量回馈系统的储能容量优化

为了回收矿用电动轮自卸车机械制动能量,提高其运行经济性,设计了基于超级电容储能的能量回馈系统。由于电动轮自卸车能量回馈系统中超级电容储能容量配置大,导致价格昂贵,因此在建立驱动储能系统数学模型的基础上,综合考虑了经济性、能量回馈效果以及系统尺寸和重量,构造了优化目标函数。并以超级电容充放电特性和电动轮自卸车启动、制动整个过程的动力性能指标作为约束条件,运用改进的遗传算法(GA)对超级电容储能容量进行了优化配置。最后搭建了实验平台和Madab/Simulink仿真模型,并对比了优化前后的系统参数,结果显示,在系统重量和尺寸优化的同时,能量回馈系统大大提高了电动轮自卸车运行的经济性和其驱动系统的动力性能。仿真和实验验证了所提方法的可行性和有效性。     

车载复合电源回馈制动的模糊控制方法研究

针对混合动力汽车续航能力不足的缺陷,采用蓄电池与超级电容结合的复合电源作为车载电源,并在汽车制动过程中对车载电源进行充电。以"电容电量低,电池少充电;电容电量高,电池多充电"为原则,采用模糊控制策略对回馈能量进行管理。在Matlab/Simulink中搭建模糊控制下的车载复合电源回馈制动模型。仿真结果表明,该方法能够有效管理回馈制动过程的能量分配,延长汽车续驶里程,改善汽车燃油经济性并减少排放。     

纯电动汽车蓄电池-超级电容复合能源系统研究

为弥补现有纯电动汽车单一能源的不足,采用蓄电池为主超级电容为辅的复合能源系统,通过对车辆动力性、续驶里程、制动能量回收等约束的分析,对复合能源进行参数匹配;考虑超级电容电压与其容量和效率的关系,将超级电容电压、蓄电池SOC和车辆需求功率作为输入量制定模糊控制策略;为避免一次行驶路况结论的片面性,在UDDS路况进行多次循环仿真直至蓄电池放电结束。结果表明,所采用的蓄电池——超级电容复合能源系统参数匹配方法和模糊控制策略能够很好的满足纯电动汽车在完整放电行驶中对能源系统能量和功率的需求,能够有效回收利用再生制动能量,提高能源系统效率,提高车辆动力性能和经济性能,起到延长蓄电池使用寿命的作用。     

平抑间歇式电源功率波动的混合储能系统设计

混合储能综合了功率型储能器件和能量型储能器件的优势,弥补了单一储能技术的不足,是储能技术的重要发展方向之一。针对平抑间歇式电源发电功率波动的应用需求,研究了超级电容器/蓄电池混合储能系统。结合间歇式电源的运行和控制,首先分析了超级电容器/蓄电池混合储能系统的作用,然后针对超级电容器、蓄电池的输出特性和应用需求,进行了混合储能功率电路的设计,并以蓄电池储能量和超级电容器储能量为核心进行了混合储能系统能量管理方案的设计,所设计的能量管理方案具有中央管理单元控制和本地控制2个层次,具有自适应特征。仿真和实验证实了上述方法的有效性。     

基于模糊控制策略的超级电容节能电梯研究

在分析电梯变频调速及工作过程中能量流向的基础上,针对电梯回馈能量的回收利用,设计了一种利用超级电容节能的拓扑结构,并提出了一种基于模糊控制的控制策略,采用Matlab/simulink软件进行了仿真,仿真和实验结果都表明超级电容储能的节能系统能够在电机制动时回收制动能量,从而验证了这种节能方案的可行性和基于模糊规则的能量管理方法的有效性。     

小型风力发电混合储能及能量管理系统

针对小型风力发电系统中风速和负载突变引起的功率波动,采用蓄电池和超级电容器组成混合储能系统进行平抑,为充分利用蓄电池和超级电容器所具有的互补性能,研究了能量管理控制策略。根据风速及负载的变化和超级电容器的荷电状态,控制混合储能装置的工作模式,使风力发电机、蓄电池和超级电容器3个能量源协调工作。为验证能量管理策略的有效性,用Matlab/Simulink进行仿真研究。仿真结果表明:风力发电机输出功率波动且负载突变时,采用混合储能能够减小功率波动对系统的冲击,使蓄电池工作在优化的充放电状态,有助于延长蓄电池使用寿命,加快储能装置响应速度,提高系统能量利用效率。