车用机电复合储能系统的能量特性分析

针对混合动力汽车制动能量回收-释放过程中多元能量转化形式限制的问题，本工作提出了一种新型的车用机电复合储能系统。车辆减速时，系统可将一部分汽车后轮传递的动能转化为电化学能存储于电池中，其余部分直接以动能形式储存。首先，分析了该系统在汽车加速、减速工况下的能量转换特性，推导出电磁耦合器在额定状态下机械端口、电气端口的转换功率。其次，基于MATLAB/Simulink中建立的系统模型，讨论了汽车以60 km/h初速度减速至42 km/h下巡航时系统的功率特性和能量特性，减速过程中电磁耦合器输出功率由1.257 kW增大到1.546 kW，其传递的功率约为额定功率的1.14～1.41倍。此过程中，该系统可将来自汽车后轮动能的72.34%直接储存于飞轮中，27.66%的能量经电磁耦合器电气端口转换后储存于电池中。最后，搭建了车用机电复合储能系统运行试验台，验证了系统的合理性。