[发明专利]应用于混合动力电动汽车的复合电源及功率分配控制方法

摘要

本发明涉及混合动力电动汽车的功率控制技术领域，具体涉及一种应用于混合动力电动汽车的复合电源及功率分配控制方法，复合电源中蓄电池作为主电源，通过Boost变换器连接至直流母线；超级电容器作为辅助电源，通过Buck‑Boost变换器连接至直流母线。功率分配控制方法即对Boost变换器和Buck‑Boost变换器进行控制，功率分配控制方法能实现稳定直流母线电压、精确跟踪超级电容器电流参考值、控制系统实现全局渐近稳定3个控制目标。复合电源及功率分配控制方法中超级电容器对蓄电池进行功率补偿，避免了电池提供瞬时功率和峰值功率，复合电源的整体效率显著提高；超级电容器可以迅速高效地大电流充放电，最大限度地回收了再生制动能量，大大地节约了能源。

主权项

1.一种应用于混合动力电动汽车的复合电源的功率分配控制方法，其特征在于：所述的混合动力电动汽车的复合电源包括蓄电池(1)和超级电容器(2)，所述的蓄电池(1)作为主电源，所述的蓄电池(1)通过Boost变换器连接至直流母线，所述的超级电容器(2)作为辅助电源，所述的超级电容器(2)通过Buck‑Boost变换器连接至直流母线，直流母线通过功率逆变器(3)将直流电变换成交流电，从而驱动牵引电机(4)，牵引电机(4)带动混合动力电动汽车的车轮转动,所述的Boost变换器包括第一高频电感L1、输出滤波电容Cdc、二极管D1和第一全控型开关器件IGBT S1，第一高频电感L1的一端连接蓄电池(1)的正极，第一高频电感L1的另一端连接二极管D1的正极，二极管D1的负极与输出滤波电容Cdc的正极连接，输出滤波电容Cdc的负极与蓄电池(1)的负极相连，第一全控型开关器件IGBT S1的集电极与第一高频电感L1的另一端连接，第一全控型开关器件IGBT S1的发射极与蓄电池(1)的负极相连,所述的Buck‑Boost变换器包括第二高频电感L2、第二全控型开关器件IGBT S2和第三全控型开关器件IGBT S3，第二高频电感L2的一端与超级电容器(2)的正极连接，第二高频电感L2的另一端分别与第二全控型开关器件IGBT S2的集电极和第三全控型开关器件IGBT S3的发射极连接，第二全控型开关器件IGBT S2的发射极与超级电容器(2)的负极连接，第三全控型开关器件IGBT S3的集电极与功率逆变器(3)连接,包括如下步骤：A、稳定直流母线的电压Vdc，使得直流母线的电压Vdc跟踪恒定的参考值Vdc‑ref，Boost变换器输入信号的控制规则为：其中：μ1为第一全控型开关器件IGBT S1的门级驱动信号的平均值，蓄电池(1)等效为直流电压源vb，L1为第一高频电感L1的电感值，第一高频电感L1的等效串联电阻R1,x3为Vdc的平均值，c1＞0定义为设计参数，e3为直流母线电压Vdc的平均值x3与其设计值x3d之间的误差，x1为ibf的平均值，ibf为第一高频电感L1的输入电流，ibf‑ref为第一高频电感L1的参考电流值，e1＝x1‑ibf‑ref；B、使得超级电容器(2)的电流实际值iuc时刻跟踪参考值iuc‑ref，通过主动控制iuc时刻跟踪参考值iuc‑ref，使得超级电容器(2)及时对蓄电池(1)进行功率补偿，Buck‑Boost变换器输入信号μ23的控制规则为：其中：L2为第二高频电感L2的电感值，c2＞0定义为设计参数，e2＝x2‑iuc‑ref，x2为iuc的平均值，超级电容器(2)两端的电压为vuc，R2为L2的等效串联电阻。