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基于輔助燃料電池和風(fēng)能的電動(dòng)汽車能量管理與控制

每個(gè)國(guó)家都在積極尋求可再生能源，通過電力電子技術(shù)可以將其轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的電力供應(yīng)。由于燃料電池具有效率高、零排放、低噪聲的特點(diǎn)，因此其具有作為電動(dòng)汽車動(dòng)力的潛力。然而，燃料電池的高價(jià)格和短壽命，使其商業(yè)化困難重重。為了解決該問題，提出了燃料電池、蓄電池混合動(dòng)力系統(tǒng)。其中，燃料電池是主要?jiǎng)恿碓?，蓄電池作為輔助電源。風(fēng)能也可以作為混合動(dòng)力汽車的輔助能源之一。

混合能源具有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。如何將能量進(jìn)行分配，從而使電動(dòng)汽車獲得良好的能源經(jīng)濟(jì)性能是整個(gè)能量管理系統(tǒng)的關(guān)鍵。介紹了一種混合動(dòng)力汽車電源管理系統(tǒng)的構(gòu)建，其中，磷酸鐵鋰電池為主要電源，燃料電池和風(fēng)能作為輔助源。當(dāng)電池電量不充分時(shí)，風(fēng)能用來給磷酸鐵鋰電池充電。利用PSIM仿真工具對(duì)燃料電池、變換器、直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)和能量管理系統(tǒng)進(jìn)行了建模。仿真結(jié)果驗(yàn)證了電源管理系統(tǒng)的性能。

在這項(xiàng)研究中，利用PSIM仿真工具對(duì)電源管理和混合動(dòng)力汽車的控制進(jìn)行了模擬。系統(tǒng)電源的供應(yīng)由一個(gè)電源管理單元進(jìn)行管理。利用PSIM仿真工具模擬了3種工況。磷酸鐵鋰電池是在輕負(fù)荷情況下的電動(dòng)汽車主要?jiǎng)恿Α５?，?dāng)電動(dòng)汽車在爬坡或者重負(fù)荷情況下，通過升壓轉(zhuǎn)換器的電壓控制，燃料電池堆將提供更多的電力。電動(dòng)汽車在下坡或者制動(dòng)過程中，再生能源可以對(duì)鋰電池進(jìn)行充電。仿真結(jié)果驗(yàn)證了電源管理和控制系統(tǒng)的性能。

Ming- Fa Tsai et al. TENCON 2013- 2013 IEEE Region 10 Conference.

編譯：王維