插电式燃料电池汽车能源效率的研究

插电式燃料电池混合动力汽车的能源效率可以通过设计合理的能源管理策略来使其最大化。设计能源管理单元的挑战在于兼顾减小能源消耗率和降低系统性能降级。混合燃料电池系统可以提高每种能源存储设备(电池和超级电容)对动态负荷的响应特性。提出了3种能源存储系统的运行模式:电量保持、电量消耗和电量增加,从而增加燃料电池汽车的能源利用效率。

分析了插电式燃料电池汽车多端口功率转换器的效率。这种多端口功率转换器可以在充电网络中进行能量的交换。这种充电网络的关键问题是如何将插电式燃料电池汽车的能量需求和电力网络中的可用供应进行高效匹配。插电式燃料电池汽车的充电器具有双向充电作用,不但可以从电力网络中获得电能,而且可以将汽车中能量储存系统中的能量输送到充电网络中。

合理的能源管理策略可以提高插电式混合动力汽车的多端口功率转换器的能源利用效率。针对3种不同的能源储存系统的运行模式,设计了合理的能源管理策略来保证输电网络的稳定性,并评估了不同能源存储系统运行模式下多端口功率转换器的能源利用率。

提出了并联混合动力多端口功率转换器的功率流流程图,以克服不确定负荷下的串联和并联混合动力多端口功率转换器的拓扑结构相似问题。通过这种具有双向充电作用的充电器,可以更加有效地利用可再生的间断潜在能源,并进一步缓解电力供应与需求之间的不平衡问题。

刊名:Applied Energy(英)

刊期:2013年第102期

作者:Nicu Bizon

编译:路顺杰