針對(duì)單一電源電動(dòng)拖拉機(jī)田間復(fù)雜作業(yè)工況適應(yīng)性差的問題,提出了一種基于鋰離子電池-超級(jí)電容的復(fù)合電源電動(dòng)拖拉機(jī),并對(duì)該復(fù)合電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、參數(shù)匹配及功率分配策略進(jìn)行了研究。綜合考慮控制復(fù)雜程度、成本、效率等因素,選取了超級(jí)電容半主動(dòng)式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。對(duì)鋰離子電池串聯(lián)數(shù)目和超級(jí)電容的容量進(jìn)行了匹配,以達(dá)到電動(dòng)拖拉機(jī)作業(yè)的能耗需求。針對(duì)電動(dòng)拖拉機(jī)不同作業(yè)工況,提出了不同的功率分配策略,對(duì)于各電源部件的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮、整機(jī)能耗的減小、能源利用效率的提高都具有重要意義。 

【文章來源】：安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2020,48(11)

【文章頁數(shù)】：3 頁

【部分圖文】：

圖1 雙向DC/DC變換器

被動(dòng)式復(fù)合電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)沒有使用DC/DC轉(zhuǎn)換器,電池和超級(jí)電容直接并聯(lián),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,控制復(fù)雜度最小,系統(tǒng)性能較差,系統(tǒng)效率較高。這種結(jié)構(gòu)要求超級(jí)電容和電池輸出到總線的電壓保持一致,超級(jí)電容只能在電池迅速變化時(shí)才能輸出或吸收功率,超級(jí)電容的輸出與輸入被動(dòng)控制,其優(yōu)勢(shì)沒有得到發(fā)揮。半主動(dòng)式復(fù)合電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要包括電池半主動(dòng)式和超級(jí)電容半主動(dòng)式2種類型,如圖3所示。電池半主動(dòng)式是電池與DC/DC轉(zhuǎn)換器串聯(lián)后再與超級(jí)電容并聯(lián)的一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。該種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通過監(jiān)測(cè)超級(jí)電容電壓變化來控制電池組的輸入和輸出,使之與超級(jí)電容保持一致,使得電池輸出相對(duì)平穩(wěn),免受短時(shí)大功率的沖擊,但超級(jí)電容是被動(dòng)控制,無法協(xié)調(diào)超級(jí)電容電壓[5-7]。超級(jí)電容半主動(dòng)式是超級(jí)電容與DC/DC轉(zhuǎn)換器串聯(lián)后,再與電池并聯(lián)的一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。該種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通過監(jiān)測(cè)電池組電壓控制超級(jí)電容的電壓,使之與動(dòng)力電池保持一致。由于電池組電壓變化平緩,這將有利于超級(jí)電容的控制和能量利用[5-7]。

半主動(dòng)式復(fù)合電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要包括電池半主動(dòng)式和超級(jí)電容半主動(dòng)式2種類型,如圖3所示。電池半主動(dòng)式是電池與DC/DC轉(zhuǎn)換器串聯(lián)后再與超級(jí)電容并聯(lián)的一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。該種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通過監(jiān)測(cè)超級(jí)電容電壓變化來控制電池組的輸入和輸出,使之與超級(jí)電容保持一致,使得電池輸出相對(duì)平穩(wěn),免受短時(shí)大功率的沖擊,但超級(jí)電容是被動(dòng)控制,無法協(xié)調(diào)超級(jí)電容電壓[5-7]。超級(jí)電容半主動(dòng)式是超級(jí)電容與DC/DC轉(zhuǎn)換器串聯(lián)后,再與電池并聯(lián)的一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。該種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通過監(jiān)測(cè)電池組電壓控制超級(jí)電容的電壓,使之與動(dòng)力電池保持一致。由于電池組電壓變化平緩,這將有利于超級(jí)電容的控制和能量利用[5-7]。全主動(dòng)式復(fù)合電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)目前常用的一種類型如圖4所示。這是一種電池與超級(jí)電容分別與DC/DC轉(zhuǎn)換器串聯(lián)之后再并聯(lián)的一種結(jié)構(gòu)。由于超級(jí)電容和電池分別與DC/DC轉(zhuǎn)換器串聯(lián),控制器可以通過負(fù)載需求單獨(dú)對(duì)2種電源進(jìn)行控制,控制最為復(fù)雜,系統(tǒng)性能最優(yōu),但同時(shí)帶來成本高、系統(tǒng)效率低等問題。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]雙電源電動(dòng)拖拉機(jī)能量管理仿真研究[J]. 夏長(zhǎng)高,孫閆,周雯雯.  農(nóng)機(jī)化研究. 2019(01)
[2]電動(dòng)汽車復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率分配優(yōu)化研究[J]. 吳曉剛,侯維祥,帥志斌,高明明.  電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2017(11)
[3]電動(dòng)汽車復(fù)合電源的能量控制系統(tǒng)研究[J]. 馬超群,曹喜生.  自動(dòng)化與儀表. 2017(10)
[4]蓄電池-超級(jí)電容混合儲(chǔ)能系統(tǒng)放電控制策略[J]. 尚彤,崔學(xué)深,徐明榮,錢迪,鄭會(huì).  電源技術(shù). 2017(04)
[5]基于ADVISOR的純電動(dòng)汽車復(fù)合電源建模與仿真[J]. 楊培剛,周育才,劉志強(qiáng),賈光瑞,熊少華.  電力科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(03)
[6]插電式混合動(dòng)力汽車車載復(fù)合電源功率分配策略研究[J]. 高建平,趙金寶,葛堅(jiān),郗建國(guó).  圖學(xué)學(xué)報(bào). 2015(04)
[7]半主動(dòng)式結(jié)構(gòu)的蓄電池-超級(jí)電容器復(fù)合電源[J]. 王琪,孫玉坤,陳坤華,黃永紅,嵇小輔.  江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(04)

碩士論文
[1]基于超級(jí)電容輔能的純電動(dòng)拖拉機(jī)能量管理的研究[D]. 孫閆.江蘇大學(xué) 2018
[2]多動(dòng)力源混合起重機(jī)系統(tǒng)仿真研究[D]. 王秋娜.武漢理工大學(xué) 2014
[3]電動(dòng)汽車復(fù)合電源關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]. 周開文.武漢理工大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3351044