高效能量回收電動汽車的新型轉換器拓撲結構

高效能量回收電動汽車的新型轉換器拓撲結構

續駛里程短是純電動汽車的主要批判點，所以增加續駛里程是廣泛擴大電動汽車認可率的巨大挑戰。增加續駛里程的有效方法是對制動能量回收進行優化。當車輛在高制動減速下制動時，無法測量目前電動汽車的逆變器轉換能量。對此，提出一種新型轉換器拓撲結構，該結構帶有二次回收通道并與標準逆變器并聯。通過管理控制，逆變器的能量限制在額定值下，而多余能量則由新的回收路徑進行回收管理。

討論了通過改進傳動系統組件從而獲得更高能量回收率的必要性。分析計算了車輛制動時的總能量以及可回收能量。以提高制動能量為目標，提出了一種新型的轉換器拓撲結構，改進后的傳動系拓撲結構以及控制流程如圖1所示。

圖1中標準逆變器與額外的電流通路并聯，來自發電機的電壓通過整流器進行整流，然后通過升壓變換器進行壓力提升并儲存在電池中。

當電機發出的制動功率|Pel|小于逆變器額定功率|Pinv,N|時，不需要額外的通道進行能量轉換；當|Pel|＞|Pinv,N|時，多余的能量通過額外通道進行轉換，公式如下：

基于Matlab/Simulink中的電動汽車傳動系模型對該拓撲結構進行仿真分析。分析結果表明，在高制動減速下，額外的高功率值能夠使電動汽車的功率轉換器過載，而提出的拓撲結構可以通過一個額外的通道并聯到逆變器，不僅能防止逆變器過載，還能將多余能量轉換并儲存于電池中。同時，該拓撲結構有|助于電動汽車能量回收，因此延長了續駛里程。

Spichartz P.et al.Industrial ElectronicsSociety,IECON 2013-39thAnnualConference of the IEEE,10-13 Nov.2013.

編譯：賀蓉