复合电源系统功率分配策略研究

复合电源系统功率分配策略研究

杨键英

济南军区善后办综合局 山东莱州 250002

摘要: 本文主要分析常见复合电源构造，并依据复合电源系统的设计思想提出了复合电源系统的总体构造。依据参数设计，设计超级电容器和DC/DC转换器模型选择和复合功率约束公式。在此基础上，设计了一种新的配电策略，该策略结合了基于车速的逻辑阈值控制策略和配电控制策略。在Simulink环境中搭建一个复杂的配电策略模型，并搭建一个超级电容器-电池混合能源系统模型。在原型车辆路试和UDDS的条件下模仿了复合能源系统的功率。结果表明在这种功率分配策略下，超级电容器在复合电池的输出功率中起着十分好的作用。最初，依据复合电源系统的总体构造，构建并测试了复合电源系统测试平台，以验证配电策略的可行性。

关键词:复合电源;功率分配策略;超级电容

随着国民经济的开展和消费者购买力的提高，家庭用车的数量不时增加，不只面临能源枯竭的要挟，而且还面临着空气污染，水污染，土壤污染等一系列环境问题。固体废弃物污染和环境噪声污染。电动汽车的呈现为现代燃油汽车导致的严重问题（例如能源和环境污染）提供了很好的解决方案。电动汽车的开展是必然趋势。但是，与传统汽车一样，电动汽车的驾驶也需求具有高比能量，比功率和循环寿命的电源。当电池用作汽车的电源时，充电时间长且比功率低，不能满足汽车的短期功率需求。该问题严重影响了汽车的减速，爬坡，制动功能和能量回收效率，不能完全满足汽车对车载电源的要求。为了处理上述矛盾，可以思索运用电池和超级电容器储能安装组成复合电源系统。

一、复合电源系统的总体构造

复合电源系统的组成包括电池，超级电容器和配电器。除了双向DC/DC转换器和功率分配策略外，功率分配器还应包括制动电阻。当车辆处于再生制动形式并且超级电容器到达最大值时，功率分配器将用于耗费功率。再生制动能量，维护超级电容器，并满足车辆制动功能要求。电池直接衔接到母线电流，复合电源的输入电压波动，可以提高车辆的稳定性；超级电容器的输出功率可以由DC/DC转换器控制，以向车辆提供高功率，降低电池的输出功率并维护电池。这种复合电源系统可以确保设计的灵活性和经济性，实用性和适中的成本。

二、功率分配策略

常见的复合功率控制策略主要包括逻辑阈值控制策略，具有滤波思想的逻辑阈值控制策略，基于车速的功率分配控制策略和模糊控制策略。在设计复合能源系统的功率分配时，可以采用结合了逻辑阈值控制策略和基于车速的功率分配控制的方法进行分析。逻辑阈值控制策略通常用于依据车辆需求来控制电池输出功率。功率是电池功率输入阈值。此时的超级电容器的下限和上限是依据不同时间的车速来确定的。超级电容器的下限和上限仅用于确定能否满足超级电容器器件。

（一）超级电容器下限和上限的确定

在混合能源系统的功率分配策略下，超级电容器具有最低的能量，使车辆可以从以后速度减速到达最大速度。最大速度。电力系统遭到车辆传动系统的能量传输效率和电气系统的能量消耗的影响。

（二）复合能源操作

充分发挥高电池比能量和超级电容器高比功率的功能优势，最大限制地发挥优势，避免出现弱点，使电源同时具有高比功率和高比能量的功能优势。当然，增加超级电容器将增加质量和成本，并且构造将变得复杂。控制策略和精度要求也相对较高。在国外，运用铅酸电池和超级电容器来构成复合能源系统，作为电动汽车的能源。关于运用该复合能源系统在郊区行驶的电动汽车，功能测试结果表明，在三种不同的任务条件下，运用复合能源系统辨别可以节省40％，20％和14％的能源。日本东京大学运用超级电容器-电池复合电源的小型电动汽车的研讨中，为了使复合电源具有高能量密度和高功率密度，提出了一种基于变频滤波器的能量管理系统和配电策略，并在实验台上进行了剖析和测试。结果表明，电池和超级电容器各自承当一半的负载能量需求，超级电容器可以回收30％的能量。在中国，科学家依据NEDC循环条件和车辆参数完成了电池组和超级电容器组的参数，并设计了一种复合电源构造，采用速度跟随多目的优化逻辑阈值控制策略，在Simulink环境中进行仿真模拟实验，通过实验可以得出相应的模拟结果。结果表明，复合电源构造可以将电池寿命延伸50％，在此基础之上研究能源电池-超级电容器复合电源系统的测试平台的构建和控制策略设计，并经过硬件在环测试剖析了单电源和复合电源。测试结果表明，复合能源系统具有更快的响应速度，可以提供与单个能源系统相反的能源输入，并且可以更好地回收再生制动能量。总之，合理的复合电源构造和配电策略可以更好地满足车辆需求和能量回收。

三、结论

综上可以看出，从复合能源系统的模型进行分析讨论，在能源电池组中选择电动机的输入输出功率，同时功耗形式和功率维持形式在充电形态和超级形态之间切换基于电容器充电下限和能源电池恒定放电功率的要素，做好超级电容器的能量利用率，插电式混合能源电动汽车的任务环境和功耗机制的基础上，基于离合器速度和混合能源时期超级电容器的充电形态的两种不同的分配策略经过运用控制变量办法搭建驾驶。与基于电动机平均功率分配的策略相比，该策略在功耗形式下具有最佳的燃油经济性，同时依据算法的优化结果，得出各要素对综合油耗的影响机理，最终保证了该策略的有效性，为搭建复合电力系统的配电策略提供理论上的依据。

参考文献

[1]殷国栋,金贤建,张云.分布式驱动电动汽车底盘能源学控制研究综述[J].重庆理工大学学报(自然科学),2016,30(8):13-19.

[2]李飞强,柴结实,王宗田,等.燃料电池-能源电池电电混合能源客车的仿真分析[J].客车技术与研究,2017,39(3):1-4.

[3]陈燎,程云峰,盘朝奉.具备能量回收功能的电动汽车续驶里程研究[J].重庆理工大学学报(自然科学),2016,30(8):27-30.

[4]王禺寒.考虑循环工况的纯电动汽车能源传动系统参数匹配[D].重庆:重庆大学,2013.