[發(fā)明專利]能源效率最大化優(yōu)化下的混合動力汽車復(fù)合電源及其方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410696036.8
• 申請日: 2014-11-26
• 公開（公告）號: CN104477045A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王琪;孫玉坤
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: B60L11/18
• 分類號: B60L11/18
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 汪旭東

1.能源效率最大化優(yōu)化下的混合動力汽車復(fù)合電源，其特征在于：包括蓄電池、超級電容器以及DC/DC變換器，超級電容器與DC/DC變換器串聯(lián)后再與蓄電池并聯(lián)，蓄電池作為主要電源，超級電容器與雙向DC-DC變換器串聯(lián)構(gòu)成輔助電源。

2.能源效率最大化優(yōu)化下的混合動力汽車復(fù)合電源的模型優(yōu)化方法，具體包括如下步驟：

1)建立蓄電池、超級電容器以及DC/DC變換器的數(shù)學(xué)模型；

2)求解出步驟1)中各個模型的損耗，從而得到復(fù)合電源系統(tǒng)的總功率損耗；

3)歸納總結(jié)出總損耗的限制條件，得到復(fù)合電源系統(tǒng)能源效率最大化的優(yōu)化模型；由于該優(yōu)化模型屬于非線性規(guī)劃范疇，采用近似規(guī)劃方法來求解；

4)將優(yōu)化模型中的目標(biāo)函數(shù)和約束條件近似為線性函數(shù)，并對變量的取值范圍加以限制，得到一個近似線性規(guī)劃問題，再用單純形法求解之，把其符合原始條件的最優(yōu)解作為優(yōu)化模型的最終解。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的能源效率最大化優(yōu)化下的混合動力汽車復(fù)合電源的模型優(yōu)化方法，其特征在于：所述蓄電池模型是一個集四種參數(shù)于一體的動態(tài)系統(tǒng)，這四種參數(shù)包括蓄電池荷電狀態(tài)SOC_b，表面溫度T_b和與內(nèi)部電容器相關(guān)的兩種電壓；超級電容器模型由內(nèi)部電容器C_uc，并聯(lián)電阻以及串聯(lián)電阻組成；DC/DC變換器為雙向DC/DC變換器，結(jié)構(gòu)為非隔離半橋結(jié)構(gòu)；所述優(yōu)化模型所針對的目標(biāo)函數(shù)為：

min(Φ_hess)＝min(Φ_b+Φ_uc+Φ_dcdc)?????????(1)

其中，Φ_hess為混合動力汽車復(fù)合電源儲能系統(tǒng)總損耗；為蓄電池的內(nèi)部損耗；為超級電容器的內(nèi)部損耗；Φ_dcdc為DC/DC變換器的內(nèi)部損耗。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的能源效率最大化優(yōu)化下的混合動力汽車復(fù)合電源的優(yōu)化模型，其特征在于：所述蓄電池為蓄電池組，由個相同的電池單體組成，為串聯(lián)個數(shù)；?為并聯(lián)個數(shù)；

蓄電池模型為：

其中，為單體電池的電流；電池電阻和電容取決于電池的SOC和溫度；Q_b為電池額定存儲容量；m_b為電池質(zhì)量；c_b為比熱容；∑_b為帶有冷卻系統(tǒng)的交換表面；T_cool為冷卻溫度；h為導(dǎo)熱系數(shù)；為電池內(nèi)部損耗；

蓄電池的內(nèi)部損耗為：

其中，為電池的內(nèi)阻；α_b為電池內(nèi)部損耗因子。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的能源效率最大化優(yōu)化下的混合動力汽車復(fù)合電源的優(yōu)化模型，其特征在于：所述超級電容器由個電容單體組成，為串聯(lián)個數(shù)；為并聯(lián)個數(shù)；

超級電容器模型為：

其中，與超級電容器內(nèi)部的漏電流相關(guān)；為單體電容器的電流；Q_uc為電容器額定存儲容量；m_u為電容器質(zhì)量；c_u為比熱容；∑_uc為帶有冷卻系統(tǒng)的交換表面；T_cool為冷卻溫度；h為導(dǎo)熱系數(shù)；T_uc為表面溫度；U_C為超級電容器內(nèi)部電壓，電容器的電容C_uc決定U_C的大小；SOC_b為電容器荷電狀態(tài)；為電容器內(nèi)部損耗；

超級電容器的內(nèi)部損耗為：

其中，為超級電容器的內(nèi)阻；α_uc為超級電容器的內(nèi)部損耗因子。