直接配点法对电池荷电状态的控制.pdf

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1、18<电气开关>(2011．No．5)文章编号：1004—289X(2011)05—0018—03直接配点法对电池荷电状态的控制刘历良，任世涛，沈润夏(广西大学电气工程学院，广西南宁530004)摘要：能源的匮乏自然迫使人们提高对现有能源的利用率，混合动力汽车能在不降低汽车性能、的基础上提高对能源的利用率，于是在人们的期待中混合动力汽车就应运而生了。而电池是混合动力汽车续航能力的主要部分，因此对电池的荷电状态(SOC)的控制直接影响到汽车的续航能力和电池的使用寿命。关键词：混合动力汽车；荷电状态；直接

2、配点法中图分类号：TM71文献标识码：BControloftheDirectCollcationMethodtoBatteryStateofChargeLIULi—liang，RENShi—tao，SHENRun—xia(CollegeofElectricalEngineering，GuangxiUniversity，Guangxi530004，China)Abstract：Lackofenergyforcespeopletoimprovetheexistingenergyutilization，hy

3、bridvehiclecanimprovetheenergyutilizationandperformanceasthe~aditioncar．InthehopeofthehybridvehiclecameMong．Thebatteryisthemostim-portantparttothehybridvehicletraveldistance，SOhowtocontrolthebattery’Ssourceofcharge(SOC)willdirectlyaf-feethybridvehicletr

4、aveldistanceandthelifeofthebattery．Keywords：hybridvehicle；stateofcharge；directcoHocafionmethod定义Pfuel为由FPEC(Free—PistonEnergyConvert—1引言er)提供的负载所需要的能量：混合动力汽车里面一般都是有好几个能量源是可用的，能量源的效率和寿命取决能量源的荷电状态和能量流动的路径。能量管理控制器决定这些因素以最好的表现方式从而满足负载的要求。因此，控制器在混合动力系统中至关重要，

5、对系统效率和寿命影响起决定作用。图1放电时的能量沉路，往，虚线表不的是电池中能量流路，俭同时，控制器还要时刻保持目标函数如燃油消耗、操纵灵活性或是尾气排放量在系统约束条件下保持最el1=一—(1)．，7FP(PFP())优。而这些约束条件可以是能量变化率或储能装置中于是FPEC经过Ats传送到直流连接器(Dc—存储多少能量。link)上的能量：2对混合动力汽车的电池进行建模WFP=(2)(1)电池的等价放电耗能模型当电池向直流连接器(Dc—link)以功率P。输出放电时的能量流路径和各个元件的效率如图

6、1所Ats，则电池存储能量的减少量为：示¨，phn>O。l-hartm△f(3)基金项目：2010广西研究生教育创新计划项目(105931003010)由于电池和DC／DC变换器存在损耗，则效率田<电气开关>(2011．No．5)19小于1。电池中减少的能量在将来需由FPEC产生的最后，将FPEC的效率以一个平均值来近似代能量将其充满。但充电的时间不再是Ats，而是时间替并且重写式(9)，从而得到等价的电池充电所耗能段[t，t]。因此，电池的充电方程为：表达式：t2t2州一Wbatin~dis=IPf

7、u。lI(r)叼(PFP(丁))叼nv。h(PFP(．r))d．r(4)。㈣矗即其中充电的多少是未知的，未来电池充电的效率其中由式(6)提供。．，7。h()也是未知的，它取决于未来时刻SOC(Stateof3电池荷电状态分析Charge)和充电时刻充电的电量。因此有必要对充电效率取一个平均值．，7。。未来的FPEC的利用率FP为了使电池具有高的效率和长的使用寿命，需要()也是未知的，同样可以取一个平均值即来代替。对电池的荷电状态控制在一定的范围内。电力电子变换器的效率假定为一个常数。通过这些假设，重写

8、式(4)，对电池充电消耗的等价的燃油可以表示成如下：‘fP()d丁=—IL(5)叼FP叼ch~conv其中是由式(3)所示。(2)电池的等价充电耗能模型当电池通过直流连接器充电时的能量流图如图2(Pb