基于辅助燃料电池和风能的电动汽车能量管理与控制



基于辅助燃料电池和风能的电动汽车能量管理与控制

每个国家都在积极寻求可再生能源，通过电力电子技术可以将其转化为稳定的电力供应。由于燃料电池具有效率高、零排放、低噪声的特点，因此其具有作为电动汽车动力的潜力。然而，燃料电池的高价格和短寿命，使其商业化困难重重。为了解决该问题，提出了燃料电池、蓄电池混合动力系统。其中，燃料电池是主要动力来源，蓄电池作为辅助电源。风能也可以作为混合动力汽车的辅助能源之一。

混合能源具有各自的优缺点。如何将能量进行分配，从而使电动汽车获得良好的能源经济性能是整个能量管理系统的关键。介绍了一种混合动力汽车电源管理系统的构建，其中，磷酸铁锂电池为主要电源，燃料电池和风能作为辅助源。当电池电量不充分时，风能用来给磷酸铁锂电池充电。利用PSIM仿真工具对燃料电池、变换器、直流驱动电机和能量管理系统进行了建模。仿真结果验证了电源管理系统的性能。

在这项研究中，利用PSIM仿真工具对电源管理和混合动力汽车的控制进行了模拟。系统电源的供应由一个电源管理单元进行管理。利用PSIM仿真工具模拟了3种工况。磷酸铁锂电池是在轻负荷情况下的电动汽车主要动力。但是，当电动汽车在爬坡或者重负荷情况下，通过升压转换器的电压控制，燃料电池堆将提供更多的电力。电动汽车在下坡或者制动过程中，再生能源可以对锂电池进行充电。仿真结果验证了电源管理和控制系统的性能。

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

编译：王维