提高電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程和動(dòng)態(tài)響應(yīng)的能量供應(yīng)系統(tǒng)

傳統(tǒng)汽車給環(huán)境造成了一定的污染，而推廣使用新能源汽車可以緩解該問(wèn)題，其中清潔零污染的太陽(yáng)能汽車得到了廣泛的關(guān)注。但太陽(yáng)能光伏板產(chǎn)生的電能還不能滿足汽車功率需求（尤其是汽車在加速、上坡時(shí)），同時(shí)光伏板的發(fā)電量還受天氣條件、地理位置等其它因素的影響。因此，將光伏板與電池、超級(jí)電容之類的能量存儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)合可以滿足電動(dòng)汽車的功率需求。本文給出一種聯(lián)合光伏板、電池和超級(jí)電容的能量供應(yīng)系統(tǒng)，并對(duì)其所使用的轉(zhuǎn)換器和控制策略進(jìn)行了介紹和仿真。

在這種新的能量供應(yīng)系統(tǒng)中，太陽(yáng)能光伏板通過(guò)一個(gè)升壓直流-直流轉(zhuǎn)換器與電路總線相連，并采用最大功率跟蹤算法保證太陽(yáng)能光伏板接收的太陽(yáng)輻射能最大。電池和超級(jí)電容均采用一個(gè)降壓-升壓直流-直流轉(zhuǎn)換器與電路總線相連，并分別通過(guò)獨(dú)立的電壓回路和電流回路進(jìn)行回路控制。該新能量供應(yīng)系統(tǒng)工作時(shí)，當(dāng)電路總線上的電壓高于額定電壓（或某一閾值）時(shí)電池進(jìn)行充電操作，否則進(jìn)行放電操作，以維持電路總線電壓穩(wěn)定。超級(jí)電容用來(lái)為汽車起動(dòng)、加速和上坡提供瞬態(tài)功率（增加電荷轉(zhuǎn)移，升高電流），同時(shí)還對(duì)再生制動(dòng)中的能量進(jìn)行回收。在Matlab/Simulink中對(duì)上述能量供應(yīng)系統(tǒng)和控制策略進(jìn)行仿真，設(shè)定負(fù)荷功率為5kW，太陽(yáng)能光伏板發(fā)電電壓為90V、發(fā)電功率為1kW，電池額定電壓為100V，超級(jí)電容額定電壓為115V、電容為56F。超級(jí)電容用于汽車加速和再生制動(dòng)的工作時(shí)間為5s。結(jié)果顯示，該新能量供應(yīng)系統(tǒng)可提高汽車的續(xù)駛里程、減小電池尺寸、提高電池壽命，同時(shí)提高了汽車在動(dòng)態(tài)條件下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。此外，超級(jí)電容的使用還提高了能量供應(yīng)系統(tǒng)的魯棒性。

ManmeshaM.Patankar. 2014IEEE40thPhotovoltaicSpecialistConference,DenverJune8-13, 2014.

編譯：王祥