高效能量回收电动汽车的新型转换器拓扑结构

高效能量回收电动汽车的新型转换器拓扑结构

续驶里程短是纯电动汽车的主要批判点，所以增加续驶里程是广泛扩大电动汽车认可率的巨大挑战。增加续驶里程的有效方法是对制动能量回收进行优化。当车辆在高制动减速下制动时，无法测量目前电动汽车的逆变器转换能量。对此，提出一种新型转换器拓扑结构，该结构带有二次回收通道并与标准逆变器并联。通过管理控制，逆变器的能量限制在额定值下，而多余能量则由新的回收路径进行回收管理。

讨论了通过改进传动系统组件从而获得更高能量回收率的必要性。分析计算了车辆制动时的总能量以及可回收能量。以提高制动能量为目标，提出了一种新型的转换器拓扑结构，改进后的传动系拓扑结构以及控制流程如图1所示。

图1中标准逆变器与额外的电流通路并联，来自发电机的电压通过整流器进行整流，然后通过升压变换器进行压力提升并储存在电池中。

当电机发出的制动功率|Pel|小于逆变器额定功率|Pinv,N|时，不需要额外的通道进行能量转换；当|Pel|＞|Pinv,N|时，多余的能量通过额外通道进行转换，公式如下：

基于Matlab/Simulink中的电动汽车传动系模型对该拓扑结构进行仿真分析。分析结果表明，在高制动减速下，额外的高功率值能够使电动汽车的功率转换器过载，而提出的拓扑结构可以通过一个额外的通道并联到逆变器，不仅能防止逆变器过载，还能将多余能量转换并储存于电池中。同时，该拓扑结构有|助于电动汽车能量回收，因此延长了续驶里程。

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

编译：贺蓉