一种基于低通滤波算法的车用HESS功率分配控制策略

在混合动力汽车行驶中,为了能让车载超级电容有效地为蓄电池提供能量缓冲，其荷电状态（SOC）需保持在一个安全范围内,以防止电容过充或能量不足。针对这一问题，基于车载超级电容的工作特性，改进了传统的车用混合储能系统滤波分配法，舍弃算法逻辑复杂、参数设计困难的逻辑门控制，使用简单的PI控制实现了电动汽车运行过程中超级电容电量的自保持，并通过基于TMS320F2812控制的混合储能装置和基于半实物仿真的永磁同步电机试验平台对所提出的方法进行了试验验证。结果表明，该方法在超级电容提供负载峰值功率，达到对蓄电池“削峰填谷”目标的同时，又使其稳态电压保持在一个稳定值，满足混合动力汽车对于车载超级电容的能量回收要求。     

基于超级电容SOC的复合电源能量管理研究

混合动力汽车用蓄电池-超级电容组成的复合电源(HES)中超级电容工作状态对蓄电池寿命及HES高效工作至关重要。现有的HES能量分配控制策略普遍存在超级电容回收制动能量不充足,从而难以维持其适时放电的问题。针对现有的HES能量分配控制策略做了相应改进,在原有能量分配控制策略中加入了超级电容荷电状态(SOC)平衡约束条件。在汽车仿真软件Advisor上搭建了HES仿真模型,对其系统性能进行了仿真,结果显示了提出的能量分配控制策略能极大地提高超级电容放电时间,实验结果与仿真结果相吻合。这表明以超级电容SOC平衡为约束的复合电源控制思想的可实践性与优越性。     

混合动力汽车超级电容能量控制研究

超级电容的高功率密度特性可作为混合动力汽车辅助电源。研究了超级电容数学模型,给出了超级电容荷电状态估计方法,在分析升降压双向直流功率电路基础上,提出了超级电容能量存储系统控制策略,在超级电容荷电状态允许范围内,该控制策略满足混合动力汽车启动、加速、制动要求,实验证明该能量存储系统能适应各种负载变换情况。     

基于ADVISOR的混合动力复合电源二次开发

为满足对蓄电池-超级电容复合电源的性能仿真,通过分析蓄电池-超级电容并联工作原理,利用汽车仿真软件ADVISOR对复合电源进行二次开发。给出了复合电源二次开发的结构模型,并提出了模型内部各模块的开发方法。在并联混合动力汽车上对复合电源进行仿真分析。仿真结果表明:对复合电源的二次开发是可行的,且蓄电池-超级电容联合供电使得蓄电池峰值功率得到明显改善。     

混合动力汽车复合电源的设计

在运用混合动力汽车(HEV)电池和超级电容(UCs)的基础上,设计了一种新型的超级电容-蓄电池复合电源的HEV控制系统(包括一个DC-DC转换器)。在高功率需要时,UC通过DC-DC与电机相连。实验结果表明,该复合电源电动车能兼顾蓄电池和超级电容的优点,可以更好地满足电动车启动和加速性能的要求,并能提高电动车制动能量回收的效率,增加续驶里程,降低了起动污染物的排放,提高了燃油的经济性。     

太阳能电动车混合储能系统的能量管理策略研究

论文提出了一种适用于太阳能电动车的混合动力储能系统方案,给出了该系统的能量管理控制算法,其核心是分配、协调和优化太阳能、蓄电池和超级电容的能量。该系统包含太阳能电池板、boost变换器、蓄电池、超级电容、双向DC／DC变换器和直流无刷电动机。文中提出了一种新的双向DC／DC变换器的控制方法,能够充分利用超级电容的快速充...     

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。     

移动机器人复合电源系统的能量管理研究

针对移动机器人蓄电池-超级电容复合电源系统提出了基于模糊逻辑的能量管理控制策略,该策略充分地利用了蓄电池的高比能量和超级电容的高比功率的特性,使超级电容承担瞬时大功率,蓄电池承担长时间的平均功率。通过建立复合电源系统的模型进行仿真研究,仿真结果表明该策略有效地提高了机器人的动力性能,以及延长了蓄电池的使用寿命。     

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。     

基于超级电容与蓄电池复合动力电源的研究

在综合分析各种存储方式的基础上,对超级电容和蓄电池的机理与特性进行了研究。为了解决单一储能方式的缺陷,将超级电容和蓄电池通过功率总线、双向DC/DC变换器等结合在一起。充分利用超级电容器功率密度大、循环寿命长的优点与蓄电池能量密度大的长处,确立了超级电容与蓄电池的复合储能系统方案。实验结果表明,超级电容和蓄电池混合储能方式可有效地实现系统的能量管理,提高储能效率。     

混合储能多目标容量优化配置

针对蓄电池和超级电容混合储能系统的容量配置,提出了混合储能系统多目标容量优化配置模型,该模型以经济成本、供电可靠性、能量过剩和供需平衡为目标,以蓄电池的SOC、超级电容的端电压和最大功率为约束,同时考虑能量控制策略的影响,应用改进粒子群优化算法同时对蓄电池和超级电容的容量和功率进行设计,并通过仿真验证了所提多目标容量配置算法的快速收敛性和可靠性。     

基于混合储能电压源逆变器平抑微电网功率波动的方法研究

为了平抑间歇性微电源引起的功率波动,研究了基于超级电容和蓄电池的混合储能电压源逆变器（VSI）控制策略,设计了混合储能系统两级能量管理方法。将超级电容作为系统一级缓冲储能优先平抑微电网功率波动。并网运行时配电网作为二级储能,通过控制联络线功率,使超级电容端电压稳定在充放电限值以内,同时维持公共连接点（PCC）母线电压在允许范围内变化;孤岛运行时蓄电池作为二级储能,通过超级电容的缓冲作用减少蓄电池充放电次数,延长蓄电池使用寿命,当超级电容达到充放电警戒值时,精确控制蓄电池以恒功率输出,调节超级电容端电压恢复到正常值。仿真结果验证了方法的有效性。     

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.     

超级电容剩余容量估计研究

超级电容高功率密度、快速充放电性能可满足电机瞬时功率需求,为混合动力汽车提供稳定的电源供给。剩余容量是判断超级电容在混合动力汽车中使用年限的关键,提出了超级电容剩余容量估计方法。研究了超级电容等效电路,分析等效电路参数,推导开路电压和参数间关系,计算超级电容荷电状态,获得混合动力汽车用超级电容荷电状态的可控范围。构建75%荷电状态变化模型,求得容量退化因子系数,通过平方积分法得到超级电容容量退化因子,由此估算超级电容剩余容量。实验验证了该方法能有效计算超级电容的容量退化因子和剩余容量。剩余容量估计方法的提出为超级电容的使用寿命提供了判断依据。     

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。     

基于电压下垂法的直流微电网混合储能系统控制策略

以稳定直流母线电压和优化蓄电池工作过程为目的,提出了一种基于电压下垂法的直流微电网混合储能控制策略。该控制策略根据直流母线电压信息,利用超级电容快速补偿母线功率缺额的高频部分;通过蓄电池对超级电容进行能量补充,间接补偿母线功率缺额的低频部分;利用超级电容电压不能突变的特点,实现对蓄电池电流的平滑控制。控制系统以直流母线电压、超级电容电压及蓄电池荷电状态为判断条件,自动切换工作模式。实验表明,该控制策略可自动调节蓄电池和超级电容出力,维持直流母线电压在额定值附近小范围波动,有效地减小了蓄电池充放电次数,延长其使用寿命。     

基于超级电容与燃料电池的双向DC-DC电源设计

采用LM5170-Q1多相双向电流控制器芯片,在燃料电池-锂离子电池构成的混合动力汽车电控系统中,完成了基于超级电容与燃料电池的双向DC-DC变换器电源的软硬件设计,根据燃料电池和电机驱动单元的实时工况,利用超级电容快速充放电特性,实现了超级电容与燃料电池之间能量优化分配的控制功能.     

混合储能光伏系统实验研究

利用超级电容充电条件不受限制、循环寿命长和蓄电池比能量高的优点,结合太阳电池最大功率点跟踪控制回路,对超级电容和蓄电池的混合储能在独立式光伏系统中的应用进行了实验研究.结果表明,太阳电池在外界环境波动较大的情况下,蓄电池仍能稳定充电,提高了系统的利用率,减小了蓄电池的循环次数,提高了蓄电池的使用寿命.     

混合动力客车用大功率无刷直流电机电动及再生制动研究

按照混合动力客车的要求,设计了以DSPIC30F3011作为中央处理器的大功率无刷直流电机驱动系统。该系统设计为转矩控制方式,为混合动力客车提供启动、助力和制动转矩,并且在制动时将能量回馈给超级电容。介绍了该大功率无刷直流电机控制系统的构成特点和设计方法,给出了系统框图,并进行了电动和再生制动原理分析,实验结果表明,该驱动系统可以实现对电动转矩控制并且能够回馈能量至超级电容,可以很好地满足混合动力汽车的驱动要求。     

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。