由于單一電池系統(tǒng)無法滿足實際系統(tǒng)的需求,電池超級電容混合能源系統(tǒng)成為目前研究方向之一。為了主動控制電池超級電容之間的能量分配,主控雙向直流變換器的設(shè)計成為目前混合能源系統(tǒng)研究的重點。從理論上對鋰離子電池、超級電容和雙向DC/DC變換器進行了詳細分析,在此基礎(chǔ)上,設(shè)計了混合能源系統(tǒng),并制作了系統(tǒng)樣機,進行了實驗驗證。實驗結(jié)果表明,所設(shè)計的雙向DC/DC變換器能實時準(zhǔn)確跟蹤給定電流,樣機在全工作范圍內(nèi)具有較高的效率。所設(shè)計基于雙向DC/DC變換器的混合能源系統(tǒng)是全可控和高效的。 

【文章來源】：電力電子技術(shù). 2016,50(11)北大核心

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【部分圖文】：

圖１混合能源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

第５０卷第１１期?電力電子技術(shù)?Ｖ〇１．５０，?Ｎｏ．ｌｌ??２０１６?年?１１?月?Ｐｏｗｅｒ?Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ?Ｎｏｖｅｍｂｅｒ?２０１６??表１主要性能對比?Ｂｕｃｋ－Ｂｏｏｓｔ變換器將二極管替換成了?Ｍ０ＳＦＥＴ，能??Ｔａｂｌｅ?１?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｍａｉｎ?ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ?實現(xiàn)能量的雙向流動，其拓撲結(jié)構(gòu)如圖３所不。??循環(huán)壽命／油由收￣￣功率密度／能量密度／?，＿丄—．——ｉｊｉ—??????次?＿?陶（Ｗｈ／ｋｇ）?＾?ｈ??鋰離子電池?４００￣１?２００?８０－９０?３００－１?５００?１５０－２５０?Ｉ＿＿：?Ｊ?Ｉ?Ｊ??超級電容１００００００?９０?１?０００－９０００?０－５－３０?圖３雙向Ｂｕｃｋ－Ｂｏｏｓｔ變換器拓撲結(jié)構(gòu)??組成混合能源系統(tǒng)最簡方式為鋰離子電池和?＆?３?Ｔｏｐｏｌｏｇｉｅａｌ?ｓｔｒｕｅｔｕｒｅ?ｏｆ?ｂｋｌｋｅｅｔｉｏｎａｌ?Ｂｕｅｋ－Ｂ＿?ｅｃｍｖｅｒｔｗ??超級電容直接并聯(lián)，即被動式混合能源系統(tǒng)，如圖１?雙向Ｂｕｃｋ－Ｂｏｏｓｔ變換器主要應(yīng)用于需要能量??所示，此時超級電容相當(dāng)于高頻濾波器，通過鋰離?雙向流動的電路中。從正向看，電感ｉ和開關(guān)管??子電池的電流將更平緩，避免了其瞬時大功率充?Ｖ，組成了?Ｂｏｏｓｔ斬波電路，開關(guān)管％的作用相當(dāng)??放電；但缺點是因超級電容端電壓始終等于電池?于二極管，其輸入電壓低于輸出電壓；從反向看，??端電壓，其工作電壓范圍很窄，限制了其功率密度?乂１和％構(gòu)成了?Ｂｕｃｋ斬波電路，Ｖ，的作用相當(dāng)于??優(yōu)勢的發(fā)揮。解決方法是在超級電容和鋰離子電?二極管，其輸入電壓高于輸出電壓。該

??當(dāng)負載需求功率為負時，優(yōu)先給超級電容充電，剩?ｉ儲能，其電流＾上升，負載由電容供電；Ｖ，斷開??余功率則用于鋰離子電池充電�？梢�，主動式混合?時，Ｖ２導(dǎo)通，Ｌ釋放能量，與電源串聯(lián)向負載和輸??能源系統(tǒng)要求鋰離子電池和超級電容之間能量流?出電容供電乂下降。Ｖ２導(dǎo)通時，Ｖ，斷開，電容向??動的雙向主動控制，故可控高效的雙向ＤＣ／ＤＣ變?電源供電乂上升；Ｖ２斷開時，Ｖ，導(dǎo)通，電感續(xù)流??換器對于主動式混合能源系統(tǒng)必不可少［５］。?向電源供電乂下降。????〇?＾?１＿，?〇?圖４為雙向Ｂｕｃｋ－Ｂｏｏｓｔ變換器運行時匕的波??１丄?丄攀?蠢丄Ｄ＝ｃ丄攀?形，在Ｖ，導(dǎo)通時，正向運行狀態(tài)下乂增大；反向??％?Ｊ?｜?蠢丁變換器｜?｜?。?蹄齡ＴＡＭ，】、Ｍ，抑販餘??（ａ）被動式?（ｂ）主動式?波形的變化是相反的。??圖１混合能源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)??????Ｖ，?；??Ｆｉｇ．?１?Ｈｙｂｒｉｄ?ｅｎｅｒｇｙ?ｓｔｏｒａｇｅ?ｓｙｓｔｅｍ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ??Ｐ?Ｉ?！?ｉ?ｉ??＾４?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??鋰離子Ｉ－?？?Ｉ?ｔｔ．?＊ｕｌ?正向?／ａｖ??電池?ＦｔＪｉｉｉｙ?０ｌ?；?；?；?；?＾??????／＇ｌＡ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??超級功率?，１?■?１?Ｉ??電容［＝４變換器Ｍ?反向??（ａ）較大正向功率?＾?ＤＴｓ?Ｔｓ?１??鉀離子Ｉ?丨鋰離子ｕ?ｒｚｒｓｎ?圖４雙向Ｂｕｃｋ－Ｂｏｏｓｔ變換器電感電流波形??４池?￣￣Ｉ貝軟Ｉ?‘池?ｆｐｌＥ＾Ｊ????Ｉ???Ｆｉｇ．?４?Ｉｎｄｕｃｔｏｒ?ｃｕｒｒ

【參考文獻】：
碩士論文
[1]基于電能路由器的戶用光伏逆變器的設(shè)計[D]. 洪家堯.安徽工程大學(xué) 2018
[2]電流饋入式半橋光伏儲能的研究[D]. 李娜.陜西科技大學(xué) 2018
[3]基于超級電容儲能系統(tǒng)的電梯微網(wǎng)電壓波動控制策略研究[D]. 陳耀.山東科技大學(xué) 2017



本文編號：3007964