基于Z源变换器的电动汽车超级电容-电池混合储能系统.pdf

电动汽车是新能源汽车的重要代表，其发展受到广泛关注。在电动汽车中，储能系统是核心部分，它直接影响到车辆的续航里程、动力性能以及充电效率。本文主要介绍了一种基于Z源变换器的电动汽车超级电容-电池混合储能系统，该系统旨在优化电动汽车的能量管理，提高整体性能。 Z源变换器是一种独特的电源变换拓扑结构，具有单级升压或降压功能，同时消除了死区时间，降低了电压畸变，提高了系统的可靠性和效率。在电动汽车领域，Z源变换器的应用可以简化电力电子设备的设计，降低损耗，并且可以更好地适应电动汽车频繁的充放电需求。 论文提出了一种将超级电容和电池结合的混合储能系统，这种结构将储能和驱动系统集成在一起，减少了单独为电池配置功率变换器的需要，从而降低了系统的复杂性和成本。超级电容以其高功率密度、高循环寿命和快速充放电能力，能够弥补电池在瞬态响应和高功率需求方面的不足，延长电池的使用寿命。 在分析了Z源变换器实现混合储能系统不同模式下的功率分配原理后，论文提出了功率分频协调控制策略。这种控制策略能提高系统的动态响应速度，确保在不同工作模式间实现平滑无缝的切换，从而优化整个储能系统的性能。 为保护电池免受短时尺度冲击电流的影响，研究者还设计了一种电池瞬态峰值电流的估计算法。通过实时监测和预测电池的峰值电流，可以有效地防止过大的电流冲击，保护电池的健康状态，延长其使用寿命。 实验和仿真结果证明了所提出的混合储能系统及控制策略的有效性。这种基于Z源变换器的混合储能系统不仅在理论上具有优势，而且在实际应用中也展现出良好的性能，为电动汽车的储能技术提供了新的解决方案。 Z源变换器在电动汽车超级电容-电池混合储能系统中的应用，通过优化系统架构和控制策略，提升了系统的效率和响应速度，同时也考虑到了电池的保护，为电动汽车的储能技术带来了重要的进步。这一研究成果对于推动新能源汽车技术的发展，提高电动汽车的综合性能具有重要的理论和实践意义。