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能源管理策略和能源储存系统(ESS)的组件在混合动力汽车(HEV)、插电式混合动力电动汽车(PHEV)和全电动汽车(EV)中起着关键作用,因为上述所有车辆类型都要求其电池有较长的周期寿命,以避免电池组的经常更换带来的不便和经济成本。其中,纯电动汽车的电池面临着频繁的充电和放电操作,这对电池寿命有不利影响。因此,将超级电容器(SCs)和电池功能结合起来的混合储能系统(HESS)可以成为延长电池寿命的有效解决方案。本文阐述了HESS的动态模型、优化策略,也为优化策略进行了进一步讨论。
半主动HESS拓扑原理图和控制流程图
如上图所示,半主动HESS控制系统由几个子系统组成:驱动程序、电池组、超级电容器、DC/DC变换器、电机、控制器和汽车底盘。在能量管理算法中,双向DC/DC转换器对直流母线总线进行电压变换,这是我们所在系统的唯一优化执行器。高优先级控制器负责收集超级电容器、电池和功率链的信息,计算超级电容器的功率需求,并通过DC/DC转换器控制超级电容器的功率。混合能源储存系统的特点在于电池被动地连接到直流母线上,根据不同的能量链储能放能。而系统中的监控器实现了电池和SC包之间的功率分配。
超级电容器量化过程
对以半主动HESS作为能源供应系统的混合能源电动汽车,我们采用动态程序(Dynamic Programm)方法作为最优控制策略来寻找全局最优解。主要的理念是将HESS的循环周期成本基于UDDSO(城市驾驶功率日程)来最小化能源消耗。值得指出的是,CBDC对这项研究具有重要意义,因为主要研究的对象是针对在中国使用的公交车系统。
优化策略的流程图
从优化策略流程图中可以看出,电动汽车中电池状态(SOC)应该控制在0.5以上。若超级电容器电压小于0.5的最大值时,电池将对超级电容器充电。该优化策略可以很容易实现且计算成本较低。
然而,在实际应用中,并不是所有的特征都能被考虑到,因为关于真实驾驶情况的信息很难预测。与只使用电池的配置相比,由基于规则策略所控制的HESS,基本可以减少60%ESS生命周期成本。这验证了在ESS中采用超级电容的有效性和基于规则的策略的有效性。此外,我们也可以通过增加超级电容器数量来改进基于规则策略的性能。
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北极星储能网获悉,4月26日,国电南京自动化股份有限公司招标项目工程和林格尔数据中心集群绿色能源供给示范项目磷酸铁锂储能电池系统采购批次评标结果公示发布。项目位于内蒙古和林格尔新区,容量64.8MW/259.2MWh。本标段包含容量64.8MW/259.2MWh的磷酸铁锂电池系统、预制舱/集装箱/电气室内的配套设
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北极星储能网获悉,据晶科能源消息,4月25日,晶科能源首台5MWh大储系统蓝鲸-SunTeraG2在海宁尖山基地正式下线。据介绍,晶科能源全新一代5MWh大储系统蓝鲸-SunTeraG2,具备系统级8000次循环,支持20年使用寿命。
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