提高电动汽车续驶里程和动态响应的能量供应系统

提高电动汽车续驶里程和动态响应的能量供应系统

传统汽车给环境造成了一定的污染，而推广使用新能源汽车可以缓解该问题，其中清洁零污染的太阳能汽车得到了广泛的关注。但太阳能光伏板产生的电能还不能满足汽车功率需求（尤其是汽车在加速、上坡时），同时光伏板的发电量还受天气条件、地理位置等其它因素的影响。因此，将光伏板与电池、超级电容之类的能量存储系统结合可以满足电动汽车的功率需求。本文给出一种联合光伏板、电池和超级电容的能量供应系统，并对其所使用的转换器和控制策略进行了介绍和仿真。

在这种新的能量供应系统中，太阳能光伏板通过一个升压直流-直流转换器与电路总线相连，并采用最大功率跟踪算法保证太阳能光伏板接收的太阳辐射能最大。电池和超级电容均采用一个降压-升压直流-直流转换器与电路总线相连，并分别通过独立的电压回路和电流回路进行回路控制。该新能量供应系统工作时，当电路总线上的电压高于额定电压（或某一阈值）时电池进行充电操作，否则进行放电操作，以维持电路总线电压稳定。超级电容用来为汽车起动、加速和上坡提供瞬态功率（增加电荷转移，升高电流），同时还对再生制动中的能量进行回收。在Matlab/Simulink中对上述能量供应系统和控制策略进行仿真，设定负荷功率为5kW，太阳能光伏板发电电压为90V、发电功率为1kW，电池额定电压为100V，超级电容额定电压为115V、电容为56F。超级电容用于汽车加速和再生制动的工作时间为5s。结果显示，该新能量供应系统可提高汽车的续驶里程、减小电池尺寸、提高电池寿命，同时提高了汽车在动态条件下的动态响应。此外，超级电容的使用还提高了能量供应系统的鲁棒性。

ManmeshaM.Patankar. 2014IEEE40thPhotovoltaicSpecialistConference,DenverJune8-13, 2014.

编译：王祥