高效能量回收電動汽車的新型轉(zhuǎn)換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

續(xù)駛里程短是純電動汽車的主要批判點，所以增加續(xù)駛里程是廣泛擴(kuò)大電動汽車認(rèn)可率的巨大挑戰(zhàn)。增加續(xù)駛里程的有效方法是對制動能量回收進(jìn)行優(yōu)化。當(dāng)車輛在高制動減速下制動時，無法測量目前電動汽車的逆變器轉(zhuǎn)換能量。對此，提出一種新型轉(zhuǎn)換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)帶有二次回收通道并與標(biāo)準(zhǔn)逆變器并聯(lián)。通過管理控制，逆變器的能量限制在額定值下，而多余能量則由新的回收路徑進(jìn)行回收管理。

討論了通過改進(jìn)傳動系統(tǒng)組件從而獲得更高能量回收率的必要性。分析計算了車輛制動時的總能量以及可回收能量。以提高制動能量為目標(biāo)，提出了一種新型的轉(zhuǎn)換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，改進(jìn)后的傳動系拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及控制流程如圖1所示。

圖1中標(biāo)準(zhǔn)逆變器與額外的電流通路并聯(lián)，來自發(fā)電機(jī)的電壓通過整流器進(jìn)行整流，然后通過升壓變換器進(jìn)行壓力提升并儲存在電池中。

當(dāng)電機(jī)發(fā)出的制動功率|Pel|小于逆變器額定功率|Pinv,N|時，不需要額外的通道進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換；當(dāng)|Pel|＞|Pinv,N|時，多余的能量通過額外通道進(jìn)行轉(zhuǎn)換，公式如下：

基于Matlab/Simulink中的電動汽車傳動系模型對該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真分析。分析結(jié)果表明，在高制動減速下，額外的高功率值能夠使電動汽車的功率轉(zhuǎn)換器過載，而提出的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以通過一個額外的通道并聯(lián)到逆變器，不僅能防止逆變器過載，還能將多余能量轉(zhuǎn)換并儲存于電池中。同時，該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有|助于電動汽車能量回收，因此延長了續(xù)駛里程。

Spichartz P.et al.Industrial ElectronicsSociety,IECON 2013-39thAnnualConference of the IEEE,10-13 Nov.2013.

編譯：賀蓉