A comprehensive review on energy management strategies of hybrid energy storage system for electric vehicles

The attention on green and clean technology innovations is highly demanded of a modern era. Transportation has seen a high rate of growth in today's cities. The conventional internal combustion engine‐operated vehicle liberates gasses like carbon dioxide, carbon monoxide, nitrogen oxides, hydrocarbons, and water, which result in the increased surface temperature of the earth. One of the optimum solutions to overcome fossil fuel degrading and global warming is electric vehicle. The challenging aspect in electric vehicle is its energy storage system. Many of the researchers mainly concentrate on the field of storage device cost reduction, its age increment, and energy densities' improvement. This paper explores an overview of an electric propulsion system composed of energy storage devices, power electronic converters, and electronic control unit. The battery with high‐energy density and ultracapacitor with high‐power density combination paves a way to overcome the challenges in energy storage system. This study aims at highlighting the various hybrid energy storage system configurations such as parallel passive, active, battery–UC, and UC–battery topologies. Finally, energy management control strategies, which are categorized in global optimization, are reviewed. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd.     

超级电容器储能直流变换器的设计

结合超级电容器端电压在储、释能过程中变化范围宽的特点,配置双向直流变换器作为接口电路,可实现充、放电功率的灵活调节,并提高其储能利用率。详细分析了双向直流变换器的拓扑结构及其功率电路的设计要点。为了充分发挥超级电容器响应速度快的优势,采用负载电流前馈实现了输入电压和负载变化的复合前馈补偿,实验结果验证了该方案的有效性。     

基于平滑控制的混合储能系统能量管理方法

储能作为一种能量缓冲装置,可以有效抑制可再生能源输出功率的波动。文中介绍了一种基于平滑控制的超级电容与电池混合储能系统的能量管理方法,该方法分别利用超级电容和电池补偿可再生能源输出功率波动的高频分量与中低频分量;在传统限值管理的基础上,引入超级电容端电压预先控制,根据超级电容的剩余容量与充放电状态对超级电容和电池的输出功率进行修正,以防止超级电容因端电压达到上下限而停止工作。最后,利用PSCAD仿真验证了所述方法的有效性。     

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。     

基于PC控制技术和EtherCAT的超级电容器卷绕机控制系统

介绍了EtherCAT总线协议的特点和TwinCAT软件,对基于PC控制技术和EtherCAT的超级电容器卷绕机控制系统作了说明。     

新能源汽车节能减排技术研究进展（2）——能量管理系统（下）

描述了电动力汽车（EV）、混合动力汽车（HEV）和燃料电池汽车（FCV）节能减排技术的研究进展,主要从以下三方面论述：发动机系统、能量管理系统、传感器系统,并指出了存在问题和发展方向。本文介绍了能量管理系统,包括功率转换器、电力半导体器件、电池和超大电容器、节能技术。     

超级电容器储能系统在两端供电直流微网中的电压控制方法研究

为了更充分地利用分布式电源的发电出力,最大限度发挥超级电容器的技术经济性,提出了两端供电的干线式直流微网结构,指出超级电容器储能系统在直流微网的优势与作用,并根据超级电容器储能系统配置地点来选择控制方法,电源端配置采用电压分段控制,负荷端配置采用恒压控制。在Matlab/Simulink平台上搭建包含超级电容器储能系统的直流微网模型,分析超级电容器储能系统配置位置对直流微网电能质量的影响。仿真结果表明超级电容器储能系统能有效地抑制负荷波动或光照变化引起的电压大幅变化。     

超级电容器蓄电池混合电源

超级电容器与蓄电池混合使用,可以充分发挥蓄电池比能量大和超级电容器比功率大、循环寿命长的优点,大大提升混合电源的性能。建立了蓄电池超级电容器并联的数学模型,定量地分析了混合电源性能的改善及其影响因素。对直接并联、通过电感器并联和通过功率变换器并联三种结构进行了研究和实验验证。实验表明,混合电源的功率输出能力大大提高了,蓄电池的放电过程得到了优化;通过功率变换器的并联结构具有较好的效果和实用性。     

独立光伏系统中超级电容器储能研究

超级电容器作为储能装置,不但可以为光伏发电系统提供必要的能量缓冲,而且对提高电力系统的运行稳定性具有非常重要的作用。使用PSIM软件仿真分析了系统的运行特性。结果表明,系统在光伏输入功率大幅波动时具有很好的稳定性,为超级电容器应用于可再生能源发电和电能质量改善等领域提供参考。     

基于超级电容器储能系统的动态电压调节器

设计了一种基于超级电容器储能系统的动态电压调节器,该调节器以超级电容器为直流侧储能单元,采用双向电压型DC/AC变换器进行解耦和前馈补偿控制,采用半桥式电压型双向DC/DC变换器进行双闭环反馈控制。仿真结果验证了该调节器拓扑结构及其控制策略的正确性和有效性。