串联式混合动力系统的控制和能量管理策略



串联式混合动力系统的控制和能量管理策略

本文提出一种使用刚性联结的内燃机和发电机的新概念串联式混合动力传动系统，内燃机和发电机电耦合到一个只有电机控制器而没有电力电子变换器的超级电容上。通过控制发电机和蓄电池之间的功率流，不再要求电力电子变换器管理蓄电池充电状态。发动机和发电机直接耦合，通过控制发动机转速和输出功率控制蓄电池的功率流，以维持蓄电池的充电状态。在装有超级电容目标峰值功率60kW车辆上建立概念验证系统，并得出结果。

台架测试表明，动力传动系统可以响应车辆负荷的动态变化。在测功机上进行车辆测试表明，动力传动系统能够处理驾驶循环内的紧急加速事件。系统模型用于大学生方程式汽车应用中，以比较超级电容版本和电池版本，电池版本能够维持电压的时间更长，因此可以获得更高的速度。然而超级电容版本效率更高，使得发动机运行更有效率，因此燃料消耗更少。

测试表明，超级电容电压的变化影响车辆在初始高速度下的持续加速能力，表明为给定车辆指定动力传动系统时，在达到电压平衡前使车辆达到最高速度的电容器规格至关重要。研究表明，该简化的动力传动系统能够满足使用20kW内燃机的60kW车辆功率和能源要求。该动力传动系统依赖能量管理控制器，因为这比电力电子变换器便宜很多，这种简化设计在经济上是很有吸引力的设计，同时还能满足现代车辆所需要的性能。

Gregory J.Offer et al. Electric Vehicle Symposium and Exhibition (EVS27), 2013 World Barcelona, Spain- November 17- 20, 2013.

编译：王欣欣