車輛混合動力系統的能源管理策略

新能源汽車

車輛混合動力系統的能源管理策略

基于能量存儲系統的混合動力系統有望滿足汽車對高能量和高功率的需求。而能源管理策略（EMS）是對混合動力能量存儲系統效率和性能影響最主要的問題。為燃料電池、電池和超級電容器等動力資源開發了新型EMS，以管理能源之間的瞬時功率分離。鑒于燃料電池動力學的限制和能源管理的復雜性，介紹了該新型EMS的完整控制結構并對其進行了測試。設計局部控制器控制每個電源輸出的電流與參考電流相一致，并確保電源的安全運行。在功率分離技術的基礎上，使用簡單且有效的算法生成參考電流，對所需功率的頻率進行分解。該算法采用具有不同分裂頻率的兩個低帶寬濾波器從電源中分配相應的負荷功率。利用Matlab/ Simulink軟件進行仿真，以驗證所提出控制策略的有效性。

仿真結果表明，該混合動力系統改善了燃料電池、電池和超級電容器的能量分配性能，特別是在以下幾個方面：①在不同工作模式下，混合動力系統能源能夠滿足不可預知負荷所需能量需求，并滿足不同能源的“固有特性”（燃料電池、電池和超級電容器的電壓和電流極限值，燃料電池的緩慢動態特性以及電池、超級電容器的電荷狀態）；②能夠使燃料電池系統工作在最有效的區域；③該EMS具有良好的魯棒性和穩定性，即在動力循環周期內具有良好的跟蹤響應（瞬態性能）性能、低超調性、穩態零誤差、控制靈活性和通用性。

因此，所研究的混合動力系統EMS能源管理策略能很容易地適用不同燃料電池、電池和超級電容器規范的要求，且能將其應用到其它領域。

刊名：IEEE Transactions on Electrical and Electronic Engineering（英）

刊期：2014年第9期

作者：Amiya Kumar Tripathy et al

編譯：朱會