车用复合电源模糊控制策略研究

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1、车用复合电源模糊控制策略研究摘要：在车用复合电源上应用模糊控制策略。基于超级电容和动力电池组的试验数据建立其动态仿真模型，制定复合电源的模糊控制策略和逻辑门限控制策略，依据选择的复合电源拓扑结构，选择UDDS工况，针对复合电源在整车上的应用开展两种控制策略的仿真对比分析。结果表明，模糊控制策略可以更好地发挥超级电容的主动性和高比功率特性，极大地优化动力电池组和超级电容的工作效率。关键词：复合电源系统；模糊控制策略；逻辑门限控制策略；超级电容；动力电池组StudyonFuzzyLogicControlStrat

2、egyofHybridPowerSystemAbstract:Thefuzzylogiccontrolstrategywasappliedtothevehicularhybridpowersystem.Thedynamicsimulationmodelsoftheultracapacitorandthepowerbatterywereestablishedbasedontheexperimentaldata,andthenthefiizzylogiccontrolstrategyandlogicthresho

3、ldcontrolstrategyfordistributingthepowerofultracapacitorandthepowerbatterypackswerestudiedindetail.Furthermore,thesimulationresultsofthetwocontrolstrategicswereanalyzedundertheUDDSwiththeselectivetopologystructureofhybridpowersystem.Itwassuggestedthattheult

4、racapacitorcouldprovidehighpoweractivelywiththefuzzycontrollogicstrategy,whichmaysignificantlyimprovetheeiTiciencyofthehybridpowersystem.Keyword:hybridpowersystem;fuzzylogiccontrolstrategy;logicthresholdcontrolstrategy;ultracapacilor;powerbattery0导言面対能源和环境挑

5、战，插电式混合动力汽车具有良好的应用成本、丰富的工作模式引起广泛关注，但目前满足纯电动汽车使用的高比能量动力电池组和满足混合动力汽车使用的高比功率动力电池组均难以满足插电式混合动力汽车对动力电池组兼顾功率和能量的双重需求，将动力电池组和超级电容组成复合电源使用，可使动力电池组和超级电容的优势得到互补，获得良好的比功率和比能屋特性，成为有效的解决途径N1。复合电源的控制拓扑结构和控制策略是目前的研究热点，目前广泛应用在车用复合电源上的控制策略主要有直接被动并联、逻辑门限控制策略"5]、PID控制策略⑹等，普遍采

6、用以动力电池组和超级电容的时间常数进行滤波处理的方式进行功率分配使得超级电容被动优先提供功率片8],很容易出现超级电容过放电〔9】而未能够很好地发挥超级电容在复合电源中的“削峰填谷"的作用，为此，作者增加超级电容电屋管理模块，研究模糊控制策略，捉高超级电容的充放电主动性。1.车用复合电源系统建模1.1车用复合电源系统车用复合电源拓扑结构如图1I®,超级电容通过串联DC/DC再少动力电池组并联然后接入动力母线，整车控制器实时监测整车行驶车速vcar.超级电容电压状态SOV(StateofVoltage)＞动力电

7、池组电量状态SOC(StateofCharge),依据驾驶员踏板信息实时计算驱动电机控制器的直流端功率需求PnA按照制定的控制策略得到DC/DC变换器的目标电流/电压值，从而主动控制超级电容的充、放电功率Puc，发挥超级电容的主动性，降低动力电池组大电流充放电的冲击。考虑动力电池组、超级电容充放电约束函数/()得到的车用复合电源的控制策略示意如图2和式⑴所示。图1复合电源整车应用控制结构简图图2.复合电源控制策略简图⑴A=PDC+Rat=PMdc"+Rat式⑴中：心为实际的驱动电机控制器克流输入功率；「河为整

8、车动力系统动态响应等效时间常数；Pdc为DC/DC变换器的丄作功率；“DC为DC/DC变换器的工作效率；2为超级电容充放电状态标志，充电取值为1,放电取值为一1。1.2动力电池组建模车用复合电源系统中动力电池组选用高能暈锂离子动力电池组，釆用Thevenin动态模型建模⑴」2],如图3所示，模型表达式见式(2)'bal图3锂离子动力电池Thevenin模型U严佳弋^Lb=—Up+Uoc-/batX7