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基于频率分离的自适应电动汽车能量管理系统

2015-12-14AdrianFlorescu,何云廷

汽车文摘 2015年11期
关键词:动力源使用寿命闭环

为解决纯电动汽车的电池老化问题,可以将电池和超级电容器(UC)配合使用,以减小在急加速等工况下电池的电流变化幅度,从而缓解电池的老化和电池容量的减少。在这种由两种动力源提供动力的纯电动汽车上,能量管理系统(EMS)非常关键,其合理分配能量需求,以提高电池的可靠性并延长电池使用寿命。

本文研究的电动汽车EMS由以下两部分构成:电池作为主要能源和UC作为辅助能源。基于频率分离的EMS中,整车的能量需求通过滤波器,将低频成分输入电池电流控制环,高频成分输入UC控制环。分离频率对系统的性能影响很大,如改变分离频率可以调整两个动力源的功率分配。较小的分离频率可保证电池电流更平稳,此时作为辅助能源的UC会被更多地利用,反之亦然。

当UC深度放电而不能提供高频能量,或UC将要过充电等工况下,系统电压闭环带宽减小,且无法控制负荷电流变化,引起电压大幅改变。为保证所有工况整车电压保持恒定,提出自适应策略。根据UC充电状态和负荷电流,当UC不能正常工作时改变分离频率,使高频的动力需求由电池提供,即此时电池取代UC的作用,使闭环动态性能不受UC的SOC影响。

该电动汽车自适应频率分离EMS可以在满足动力供应的同时,使电池的SOC和UC的电压变化范围得到很好的控制,提高了能量分配的自主性,同时可延长电池使用寿命,并可更好地开发利用UC的性能。通过专用测试台架试验验证了这种EMS的有效性。此技术也可以很容易地扩展到其它多个动力源的系统。

刊名:Journal of Power Sources(英)

刊期:2015年第280期

作者:Adrian Florescu et al

编译:何云廷

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