基于双向DCDC的混合能源系统设计研究.pdf

《基于双向DCDC的混合能源系统设计研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第50卷第11期电力电子技术Vo1．50．No．112016年11月PowerElectronicsNovember2O16基于双向DC／DC的混合能源系统设计研究程思，胡涛，刘崇刚(1．上海交通大学，机械与动力工程学院，上海201000；2．重庆长安工业(集团)有限责任公司车辆研究所，重庆401120)摘要：由于单一电池系统无法满足实际系统的需求，电池超级电容混合能源系统成为目前研究方向之一。为了主动控制电池超级电容之间的能量分配，主控双向直流变换器的设计成为目前混合能源系统研究的重点。从理论上对锂离子电池、超级电容和双向DC／DC变换器进行了详细分析，在此基础上，设计

2、了混合能源系统，并制作了系统样机，进行了实验验证。实验结果表明，所设计的双向DC／DC变换器能实时准确跟踪给定电流，样机在全工作范围内具有较高的效率。所设计基于双向DC／DC变换器的混合能源系统是全可控和高效的。关键词：变换器；混合能源系统；锂离子电池；超级电容中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000—100X(2016)11-0005-03DesignandResearchofBi-directionalDC，DCBasedHybridEnergySystemCHENGSi，HUTao，LIUChong-gang2(1．鼽喇Ytao，lgUnivers，20

3、1000，China)Abstract：Becauseofthesinglebatterysystemcannotmeettheactualneedsoftheenergysystem，thesuper-capacitor-batteryhybridenergysystemhasbecomeoneofthecurrentresearchtopics．Inordertoactivelycontroltheenergydistributionbetweenthebatteryandthesuper-capacitor，thedesignofthebi-directionalD

4、C／DCconvenerhasbecomethefocusofthecurrentrese~M．'chinhybridenergysystem．Thedetailedtheoreticalanalysisofthelithium-ionbattery，thesuper-capacitorandthebi—directionalDC／DCconverterarepresented，basedonthetheoreticalanalysis，thedesignofthesuper—capacitorbatteryhybridenergysystemisalsopresente

5、d．Aprototypeisbuiltbasedonthedesignedsys-tern．Experimentalresultsshowthatthedesignedbi-directionalDC／DCconvertercanaccuratelytrackthegivencurrentinreal-time，andtheprototypehashisheficiencyovertheentireoperatingrange．Thebi—directionalDC／DCconve~erbasedhybridenergysystemisfullycontrollablea

6、ndhishlyeficient．Keywords：converter；hybridenergysystem；lithium-ionbattery；super-capacitor1引言的需求在不同能源系统之间进行能量传输。故双向DC／DC变换器是混合能源系统中不可或缺的近年来．以锂离子电池为主的储能系统为人重要组成部分。在此主要侧重于开发基于双向DC／类的日常生活带来了便捷【”。然而，由于锂离子电DC变换器的电池超级电容混合能源系统。理论上池的功率密度较低．锂离子电池储能系统的体积分析了锂离子电池、超级电容和双向DC／DC变换和质量较大，加大了电池包优化设计的难度。为了器

7、的特性，设计了电池超级电容混合能源系统，并弥补该缺点，常引入超级电容储能系统【2】。相较于用实验结果验证了其完全可控、高效的特性。锂离子电池．超级电容具有较高的功率密度和循环寿命，但其能量密度较低。因此，采用锂离子电2混合能源系统理论分析池超级电容混合能源系统能克服各个子系统的缺2．1混合能源系统结构分析点，充分发挥锂离子电池和超级电容各自的优点，表1对比了目前技术水平下锂离子电池和超满足实际系统的要求[31。级电容的主要性能参数。可见。超级电容相比于锂为了主动控制锂离子电池和超级电容之间的离子电池具有更高的循环寿命、效率和功