车辆混合动力系统的能源管理策略

新能源汽车

车辆混合动力系统的能源管理策略

基于能量存储系统的混合动力系统有望满足汽车对高能量和高功率的需求。而能源管理策略（EMS）是对混合动力能量存储系统效率和性能影响最主要的问题。为燃料电池、电池和超级电容器等动力资源开发了新型EMS，以管理能源之间的瞬时功率分离。鉴于燃料电池动力学的限制和能源管理的复杂性，介绍了该新型EMS的完整控制结构并对其进行了测试。设计局部控制器控制每个电源输出的电流与参考电流相一致，并确保电源的安全运行。在功率分离技术的基础上，使用简单且有效的算法生成参考电流，对所需功率的频率进行分解。该算法采用具有不同分裂频率的两个低带宽滤波器从电源中分配相应的负荷功率。利用Matlab/ Simulink软件进行仿真，以验证所提出控制策略的有效性。

仿真结果表明，该混合动力系统改善了燃料电池、电池和超级电容器的能量分配性能，特别是在以下几个方面：①在不同工作模式下，混合动力系统能源能够满足不可预知负荷所需能量需求，并满足不同能源的“固有特性”（燃料电池、电池和超级电容器的电压和电流极限值，燃料电池的缓慢动态特性以及电池、超级电容器的电荷状态）；②能够使燃料电池系统工作在最有效的区域；③该EMS具有良好的鲁棒性和稳定性，即在动力循环周期内具有良好的跟踪响应（瞬态性能）性能、低超调性、稳态零误差、控制灵活性和通用性。

因此，所研究的混合动力系统EMS能源管理策略能很容易地适用不同燃料电池、电池和超级电容器规范的要求，且能将其应用到其它领域。

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

刊期：2014年第9期

作者：Amiya Kumar Tripathy et al

编译：朱会