CN108509378B - 一种电动汽车测试平台中复合储能系统的参数匹配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种电动汽车测试平台中复合储能系统的参数匹配方法属于电动汽车测试中复合储能领域；包括储能源总功率减去本身消耗的功率再除以储能源总功率，得到有效功率利用率；储能源总能量减去本身消耗的能量再除以储能源总能量，得到有效能量利用率；按性能指标匀速行驶时产生能量消耗得到续驶里程的约束范围；从额外储能源和蓄电池一起供应的角度得到电机最大功率约束范围；总需求功率减去锂电池最大功率，得到额外储能源的功率；以有效功率利用率和有效能量利用率总和为目标函数，通过线性规划单纯形法构成对应的矩阵；找到约束范围内的最接近的整数解；本发明实现了检测蓄电池和其他元件是否匹配的技术效果，达到优化造价，优化整车性能的目的。

Description

一种电动汽车测试平台中复合储能系统的参数匹配方法
技术领域
本发明一种电动汽车测试平台中复合储能系统的参数匹配方法属于电动汽车测试中复合储能领域。
背景技术
当电动汽车测试平台中存在蓄电池和其他储能元件共同作为能量供应源时，各自的能量和功率容量决定了整车的动力性，二者合适的匹配可以节省不必要的成本，优化造价，优化整车性能；然而如果匹配不合适，则会影响整车性能和造价。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种电动汽车测试平台中复合储能系统的参数匹配方法。
本发明的目的是这样实现的：
一种电动汽车测试平台中复合储能系统的参数匹配方法，包括以下步骤：
步骤a、根据储能源自身所产生的功率消耗，定义有效功率利用率为储能源自身所能提供的总功率减去本身消耗的功率，所得的差值除以储能源自身所能提供的总功率，并得到有效功率利用率的可用输出功率范围；
步骤b、根据储能源自身所产生的能量消耗，定义有效能量利用率为储能源自身所能提供的总能量减去本身消耗的能量，所得的差值除以储能源自身所能提供的总能量，并得到有效能量利用率的可用输出能量范围；
步骤c、按性能指标要求情况下匀速行驶时产生的能量消耗，得到续驶里程的能量约束范围；
步骤d、在电机最大输出功率已给定的情况下，从额外储能源和蓄电池一起供应的角度得到电机最大功率约束范围；
步骤e、当锂电池以最大安全放电电流0.6C放电对应所能提供的最大功率，总的需求功率减去锂电池所能提供的最大功率，得到额外储能源的功率需求范围；
步骤f、以储能源的有效功率利用率和有效能量利用率总和为目标函数，通过线性规划单纯形法构成上述步骤a～步骤e对应的矩阵，求出基可行解，其中步骤a～步骤e不分先后顺序；
步骤g、将基可行解放在图形法中通过约束条件所得的范围中，找到约束范围内的最接近基可行解的整数解。
有益效果
本发明提供了一种电动汽车测试平台中复合储能系统的参数匹配方法，本发明采用线性规划单纯形法和图形约束法二者有效结合在一起，首先解决与自变量相关的若干线性参数约束问题，然后利用图形法直观有效地得到符合条件的整数解，本发明实现了检测蓄电池和其他元件是否匹配的技术效果，达到优化造价，优化整车性能的目的。
附图说明
图1是一种电动汽车测试平台中复合储能系统拓扑结构示意图。
图2是一种电动汽车测试平台中复合储能系统的参数匹配条件图。
图中：1功率分配控制器、2电机、3额外储能源、4蓄电池。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细描述。
具体实施方式一
一种电动汽车测试平台中复合储能系统，如图1所示，包括功率分配控制器1、电机2、额外储能源3和蓄电池4；所述功率分配控制器1与电机2和蓄电池4通过双向DC/DC连接，所述功率分配控制器1连接额外储能源；所述额外储能源3为超级电容、燃料电池、氢电池或者飞轮储能器件；所述蓄电池4为锂电池、铅酸蓄电池或者镍氢蓄电池。
具体实施方式二
一种电动汽车测试平台中复合储能系统的参数匹配方法，包括以下步骤：
步骤a、根据储能源自身所产生的功率消耗，定义有效功率利用率为储能源自身所能提供的总功率减去本身消耗的功率，所得的差值除以储能源自身所能提供的总功率，并得到有效功率利用率的可用输出功率范围；
步骤b、根据储能源自身所产生的能量消耗，定义有效能量利用率为储能源自身所能提供的总能量减去本身消耗的能量，所得的差值除以储能源自身所能提供的总能量，并得到有效能量利用率的可用输出能量范围；
步骤c、按性能指标要求情况下匀速行驶时产生的能量消耗，得到续驶里程的能量约束范围；
步骤d、在电机最大输出功率已给定的情况下，从额外储能源和蓄电池一起供应的角度得到电机最大功率约束范围；
步骤e、当锂电池以最大安全放电电流0.6C放电对应所能提供的最大功率，总的需求功率减去锂电池所能提供的最大功率，得到额外储能源的功率需求范围；
步骤f、以储能源的有效功率利用率和有效能量利用率总和为目标函数，通过线性规划单纯形法构成上述步骤a～步骤e对应的矩阵，求出基可行解，其中步骤a～步骤e不分先后顺序；
步骤g、将基可行解放在图形法中通过约束条件所得的范围中，找到约束范围内的最接近基可行解的整数解。
如图2所示，图中包括动力性能约束、续驶里程约束、有效能量利用率约束、电机峰值功率约束、能量回馈约束和有效功率利用率约束；图2中约束曲线图中横坐标k1被定义为蓄电池质量与电动汽车去除储能系统外的其他质量的比值，纵坐标k被定义为其他储能源与蓄电池的质量比值。
一种电动汽车测试平台中复合储能系统的参数匹配方法针对图1所示的拓扑结构，包括蓄电池4、额外储能源3和双向DC/DC，该方法对于其他拓扑结构同样适用。
1、首先根据爬坡度和加速时间的性能指标要求确定驱动电机的峰值功率、额定功率和最大转矩等参数。
2、根据电机最高转速和行驶最高车速确定传动装置的上下限。
3、考虑到储能源自身所产生的功率消耗，定义有效功率利用率为储能源自身所能提供的总功率减去本身消耗的功率，所得的差值除以储能源自身所能提供的总功率，并得到有效功率利用率的输出范围。
4、考虑到储能源自身所产生的能量消耗，定义有效能量利用率为储能源自身所能提供的总能量减去本身消耗的能量，所得的差值除以储能源自身所能提供的总能量，并得到有效能量利用率的输出范围。
5、按性能指标要求情况下匀速行驶续驶里程时产生的能量消耗，得到续驶里程的能量约束范围。
6、在电机2最大输出功率已给定的情况下，从储能源能量供应的角度得到电机最大功率约束范围。
7、当锂电池以最大安全放电电流0.6C放电对应所能提供的最大功率，总的需求功率减去锂电池所能提供的最大功率，得到额外储能源的功率需求范围。
8、以储能源的有效功率利用率和有效能量利用率总和为目标函数，通过线性规划单纯形法列举上述3～7步对应的矩阵，求出基可行解。其中3～7不分先后顺序。
9、将基可行解放在图形法中通过约束条件所得的范围中，找到约束范围内的最接近基可行解的整数解。
具体实施例三
约束条件整理成单纯形法规定的典型形式，如公式1，
Figure BDA0001577712910000041
公式1中aij为约束条件系数，xj为自变量，bi为约束条件中的常数项。将约束条件通过初等行变换变为单位矩阵，如公式2
Figure BDA0001577712910000042
，公式2中引入θ后将约束条件形成的矩阵转化成单位矩阵，变换后得到新的基向量对应的增广矩阵，如公式3
P1,P2,...,Pl-1,Pj,Pl+1,...,Pm b
Figure BDA0001577712910000043

Claims (1)

1.一种电动汽车测试平台中复合储能系统的参数匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤a、根据储能源自身所产生的功率消耗，定义有效功率利用率为储能源自身所能提供的总功率减去本身消耗的功率，所得的差值除以储能源自身所能提供的总功率，并得到有效功率利用率的可用输出功率范围；
步骤b、根据储能源自身所产生的能量消耗，定义有效能量利用率为储能源自身所能提供的总能量减去本身消耗的能量，所得的差值除以储能源自身所能提供的总能量，并得到有效能量利用率的可用输出能量范围；
步骤c、按性能指标要求情况下匀速行驶时产生的能量消耗，得到续驶里程的能量约束范围；
步骤d、在电机最大输出功率已给定的情况下，从额外储能源和蓄电池一起供应的角度得到电机最大功率约束范围；
步骤e、当锂电池以最大安全放电电流0.6C放电对应所能提供的最大功率，总的需求功率减去锂电池所能提供的最大功率，得到额外储能源的功率需求范围；
步骤f、以储能源的有效功率利用率和有效能量利用率总和为目标函数，通过线性规划单纯形法构成上述步骤a～步骤e对应的矩阵，求出基可行解，其中步骤a～步骤e不分先后顺序；
步骤g、将基可行解放在图形法中通过约束条件所得的范围中，找到约束范围内的最接近基可行解的整数解。
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