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串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的控制和能量管理策略

本文提出一種使用剛性聯(lián)結(jié)的內(nèi)燃機(jī)和發(fā)電機(jī)的新概念串聯(lián)式混合動力傳動系統(tǒng)，內(nèi)燃機(jī)和發(fā)電機(jī)電耦合到一個(gè)只有電機(jī)控制器而沒有電力電子變換器的超級電容上。通過控制發(fā)電機(jī)和蓄電池之間的功率流，不再要求電力電子變換器管理蓄電池充電狀態(tài)。發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)直接耦合，通過控制發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和輸出功率控制蓄電池的功率流，以維持蓄電池的充電狀態(tài)。在裝有超級電容目標(biāo)峰值功率60kW車輛上建立概念驗(yàn)證系統(tǒng)，并得出結(jié)果。

臺架測試表明，動力傳動系統(tǒng)可以響應(yīng)車輛負(fù)荷的動態(tài)變化。在測功機(jī)上進(jìn)行車輛測試表明，動力傳動系統(tǒng)能夠處理駕駛循環(huán)內(nèi)的緊急加速事件。系統(tǒng)模型用于大學(xué)生方程式汽車應(yīng)用中，以比較超級電容版本和電池版本，電池版本能夠維持電壓的時(shí)間更長，因此可以獲得更高的速度。然而超級電容版本效率更高，使得發(fā)動機(jī)運(yùn)行更有效率，因此燃料消耗更少。

測試表明，超級電容電壓的變化影響車輛在初始高速度下的持續(xù)加速能力，表明為給定車輛指定動力傳動系統(tǒng)時(shí)，在達(dá)到電壓平衡前使車輛達(dá)到最高速度的電容器規(guī)格至關(guān)重要。研究表明，該簡化的動力傳動系統(tǒng)能夠滿足使用20kW內(nèi)燃機(jī)的60kW車輛功率和能源要求。該動力傳動系統(tǒng)依賴能量管理控制器，因?yàn)檫@比電力電子變換器便宜很多，這種簡化設(shè)計(jì)在經(jīng)濟(jì)上是很有吸引力的設(shè)計(jì)，同時(shí)還能滿足現(xiàn)代車輛所需要的性能。

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

編譯：王欣欣