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原文传递一种用于电动汽车混合动力系统的分散式能量管理方法

专利名称：	一种用于电动汽车混合动力系统的分散式能量管理方法
摘要：	本发明公开了一种用于电动汽车混合动力系统的分散式能量管理方法，包括步骤：1)搭建电动汽车混合动力系统；2)分别为电动汽车混合动力系统的主供电单元和辅助储能单元设计外环控制，控制脉动负载功率动态优化分配；3)为电动汽车混合动力系统的主供电单元和辅助储能单元设计内环控制，其又包括以下步骤：i)建立电动汽车混合动力系统的数学模型；ii)设计内环控制的控制目标；iii)设计控制器，通过控制器控制主供电单元的变换器和辅助储能单元的变换器的输入电流精确跟踪期望的电流基准。本发明实现了脉动负载功率在不同供电单元间的动态优化分配，及制动能量的回收，保证了电动汽车混合动力系统在行驶过程中的全局稳定性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	重庆;50
申请人：	重庆大学
发明人：	陈家伟;宋清超;何健;蔡坤城;葛康
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-20T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-06T00:00:00+0800
申请号：	CN201910537436.7
公开号：	CN110091727A
代理机构：	重庆信航知识产权代理有限公司
代理人：	吴彬
分类号：	B60L50/40(2019.01);B;B60;B60L;B60L50
申请人地址：	400030 重庆市沙坪坝区沙正街174号
主权项：	1.一种用于电动汽车混合动力系统的分散式能量管理方法，其特征在于，包括以下步骤： 1)搭建电动汽车混合动力系统，其又包括以下步骤： i)根据电动汽车的负载特性，为电动汽车混合动力系统选取主供电单元和辅助储能单元； ii)将主供电单元及其变换器与辅助储能单元及其变换器的输出端并联构成直流母线； iii)将电动汽车的负载通过相应的变换器或逆变器接在直流母线上； 2)分别为电动汽车混合动力系统的主供电单元和辅助储能单元设计外环控制，控制脉动负载功率动态优化分配，其又包括以下步骤： i)分别设计电动汽车混合动力系统主供电单元的变换器和辅助储能单元的变换器的输入电流基准为：式中，Vnom为直流母线的标称电压；Vref为辅助储能单元变换器的输出电压基准；i1和i2分别为主供电单元的变换器和辅助储能单元的变换器的输入电流基准；i1(0)为主供电单元的变换器的输入电流基准的初始值；v1和v2分别为主供电单元的变换器和辅助储能单元的变换器的输入电压；vo1和vo2分别为主供电单元的变换器和辅助储能单元的变换器的输出电压；m和n分别为主供电单元的变换器和辅助储能单元的变换器的下垂系数，且m>0，n>0； ii)设计辅助储能单元变换器的输出电压基准为：式中，ΔV为辅助储能单元的变换器的基准电压增量；SOC为辅助储能单元的荷电状态；SOCmin和SOCmax分别为辅助储能单元荷电状态的下限和上限。 3)为电动汽车混合动力系统的主供电单元和辅助储能单元设计内环控制，其又包括以下步骤： i)建立电动汽车混合动力系统的数学模型； ii)将电动汽车混合动力系统主供电单元和辅助储能单元已确立的输入电流基准作为设计内环控制的控制目标； iii)设计控制器，通过控制器控制主供电单元的变换器和辅助储能单元的变换器的输入电流i1和i2精确跟踪期望的电流基准i1和i2。 2.根据权利要求1所述的用于电动汽车混合动力系统的分散式能量管理方法，其特征在于：所述步骤i)建立电动汽车混合动力系统的数学模型，具体如下：主供电单元和辅助储能单元的状态空间平均模型为：式中，Lx和Cx分别为源变换器的滤波电感和滤波电容；vox和iox分别为源变换器的输出电压和输出电流；vx和ix分别为源变换器的输入电压和输入电流；ux为源变换器的占空比；上式中下标x＝1表示主供电单元，x＝2表示辅助储能单元；令x＝[i1,vo1,i2,vo2]T,根据欧拉-拉格朗日方程形式将等式整理为：式中所述步骤iii)设计控制器，具体如下：令跟踪误差向量为e＝x–xd，其中xd＝[i1,vo1,i2,vo2*]T；根据无源控制理论，利用反馈控制向动态误差方程注入耗散阻尼矩阵Rd以加速误差能量的耗散，在注入耗散阻尼后，动态跟踪误差方程变为：式中，Rd＝diag(Rd1,Gd1,Rd2,Gd2)为正定矩阵，其中耗散阻尼参数Rd1,Gd1,Rd2,Gd2为由设计者确定的控制参数；根据无源控制理论，系统的期望能量函数选为：因此，系统期望能量函数的导数为：令即由上式得到主供电单元和辅助储能单元变换器的无源控制率为 3.根据权利要求1所述的用于电动汽车混合动力系统的分散式能量管理方法，其特征在于：所述的主供电单元为燃料电池，所述的辅助储能单元为超级电容。
所属类别：	发明专利