基于锂电与超级电容的车用混合储能系统研究

超级电容的高功率密度使它们可以成为电动汽车或混合动力汽车的负载平衡装置,此外,其快速充电的特性非常适合应用于功率再生制动。针对纯电动汽车和混合动力汽车储能系统的特点,将超级电容与蓄电池混合使用,制定相应的控制策略。通过仿真验证混合储能系统可以有效地实现能量管理,进而提高新能源汽车的续航里程。     

轨道交通混合储能系统的研究与实现

为给轨道交通储能系统的前期研究及后期验证提供实验条件,结合轨道交通实际运行工况、功率参数和容量配置等,围绕储能元件特性、变流器系统设计展开研究,选取超级电容和锂离子电池作为储能元件,以双DC/DC拓扑为主电路,dSPACE为控制器,搭建具有牵引耗能和制动馈能的轨道交通混合储能系统。     

混合动力挖掘机电回转系统储能容量的优化配置

为了解决混合动力挖掘机电回转系统中超级电容储能容量配置较大、价格昂贵的问题,提高整个驱动系统的性价比,提出了一种将超级电容应用于混合动力挖掘机电回转系统的功率匹配策略,并在此基础上将超级电容储能系统的性价比作为储能容量的优化目标。运用遗传算法对建立的系统数学模型进行容量优化配置。最后通过搭建系统的MATLAB模型进行了仿真验证,并对优化前后参数进行了对比。结果表明,该优化模型提高了混合动力挖掘机回转驱动系统的性价比,对于混合动力挖掘机电回转系统中超级电容容量的配置有一定的参考作用。     

液电混合装载机行走驱动系统动能回收与再利用

装载机装卸作业过程中,行走系统频繁启制动,带来系统能耗高且驱动电机装机功率大的问题。提出一种液电混合装载机行走节能系统,阐述了其工作原理并设计了液压再生制动策略和能量辅助启动策略以协调电机和液压泵/马达的动力总成部件,在Simulation X中建立了仿真模型。结果表明,此方案有效回收和再利用了装载机行走的制动动能,驱动电机的峰值功率降低约39%,一次完整作业能量消耗减少约29%。     

基于混合储能的直流微电网控制策略研究

针对直流微电网中新能源不稳定输出导致的微网功率不平衡和直流母线电压波动大等问题,研究了一种由光伏发电系统、混合储能系统和交流市电构成的直流微电网结构,提出了一种新型的直流微电网能量控制策略,根据母线电压值将系统分为4种工作模式、7个运行区间,系统的运行方式可以自动判断和自由切换。该微电网中的混合能源管理系统含有2个互补型储能元件——蓄电池和超级电容器,其以特殊的供应逻辑提高了系统的可靠性和灵活性。通过Matlab/Simulink仿真平台验证了这种策略的可行性。     

复合储能式混合动力车辆系统研究

为解决工程车辆使用过程中产生的环境污染和能源消耗问题,提出了一种新型的复合储能式混合动力系统,并对主要元件进行参数匹配选择。利用MATLAB/Simulink软件建立车辆和液压仿真模型,分析系统节能效果。结果表明,系统具有良好的节能效果,最低节油率达到20%左右。     

基于内置式永磁电机驱动的电动汽车混合储能系统设计研究

针对电动汽车续航能力差、能源利用率低的问题,采用内置式永磁电机(IPM)驱动电动汽车,构造了电动机数学模型,提出了一种直接生成所需直流母线电压的矢量控制方案,用于最大转矩电流比(MTPA)条件下运行电动机。同时提出采用蓄电池、超级电容器(UC)和单个双向DC/DC转换器组成混合储能系统(HESS),构造混合储能系统的集成控制方法,允许电动机在MTPA区域工作更长的时间。通过开展不同工况下实验研究,结果表明:通过单个双向DC/DC转换器的组成混合储能系统(HESS)可实现车辆功率控制,降低了转换器损耗,充分利用了存储设备中存储的能量。基于内置式永磁电动机驱动的电动汽车混合储能系统在不同工况下均能实现车辆的有效控制,提高能源利用率。     

基于电压倍增器的混合储能系统电压均衡方法

传统主动均衡拓扑往往需要大量的开关管、电感、变压器或双向开关等元件实现能量传递,对于电动汽车而言,无疑会增加系统的体积和成本。鉴于此,本文提出了一种基于电压倍增器的电压均衡拓扑,用于锂离子电池和超级电容组成的混合储能系统。电池均衡拓扑和超级电容均衡充电器通过复用半桥逆变电路集成到仅含2个开关管、3个电感以及若干电容和二极管的电路中,可有效降低混合储能系统的体积和成本。电池均衡拓扑具有自模块化特性,电压均衡速度更快,超级电容充电器具有恒流充电特性。本文详细描述了该拓扑的工作模态和波形,并利用PSIM仿真验证了其均衡特性。最后,设计了由4个电池和4个超级电容所组成的混合阵列进行实验验证。实验结果表明,均衡后单体间电压极差降至10 mV以下,证明了所提方法的有效性。     

液电混合半主动驱动机械臂储能系统设计及仿真

针对传统工程装备机械臂重力势能浪费及运行特性差等问题,提出利用高功重比液压缸辅助小功率电机械执行器驱动机械臂的液电混合半主动驱动系统.其中,电机械执行器主动控制机械臂运行,改善运行特性;液压缸与蓄能器连接,构成储能平衡系统,用于平衡机械臂自重,回收利用重力势能.根据电机械执行器与液压缸不同组合方式,提出3种驱动方案,以...     

基于超级电容储能的门式起重机势能再回收系统

为了能够快速有效地利用门式起重机在起重工作机构下降及减速制动时产生的能量,研制出了一种基于超级电容储能的势能再回收系统。该系统充分利用超级电容大功率快速充放电的特性,通过双向DC/DC功率单元快速回收起重机构的下降势能,并作为起重机构上升时所需的能量补给,可降低起重机工作能耗,提高能量利用率,达到节能降耗的目的。     

基于混合图模型的机电产品拆卸回收系统

在分析现存拆卸模型的基础上,提出基于“混和图”的产品拆卸回收分析模型。建立面向拆卸回收的产品信息模 型。对机电产品拆卸和回收系统进行研究。建立系统框架,确定系统各模块的功能。     

基于双温储能热管的余热回收装置系统设计与试验研究

化工领域的余热回收利用中存在供能不稳定、不持续及回收率低等问题,将相变储能技术与重力热管结构结合到余热回收系统中,通过理论计算筛选0.63 kg赤藻糖醇与0.92 kg三水醋酸钠为相变材料储能,并设计双温储能热管系统进行可行性试验研究。试验表明:双温储能热管系统安全可靠,相变材料蓄热利用率为78.49%,系统总效率为55.29%。系统设计简单、成本较低,达到与热回收利用及节能减排目的,具有广阔的社会效益和应用前景。     

动臂势能再生混合储能系统的设计与分析研究

液压蓄能器储能一直是液压系统唯一的储能方法,被广泛应用于混合动力液压挖掘机中,具有功率密度高、响应快、工作稳定、性价比高等优点.但是与电储能方式相比,液压蓄能器的能量密度低、吸放能压力波动大,限制其在混合动力液压挖掘机上的应用.提出了一种混合储能系统(HES),一部分能量按传统液压蓄能器储能方式,以保证功率密度;其他能...     

利用飞轮储能的能量回收型液压升降系统研究

针对功率较大且工作频繁的液压升降系统普遍存在能量利用率不高的缺点,提出了利用飞轮储能的能量回收型液压升降系统。该系统利用液压泵/马达四象限工作原理与飞轮储能技术的特点,把原来系统负载下降时转化为热能散失掉的势能和动能存储为飞轮的机械动能,并回收利用,大大提高系统能源利用效率。首先分析了该系统的工作原理,然后建立了系统能量回收时的数学模型。通过模型可知该系统在能量回收时存在流量—压力非线性和相乘非线性。最后,通过试验研究验证了该系统的可行性。     

油电混合动力车通信系统研究

为解决油电混合动力车电气系统数据传输问题,设计并实现了基于CAN通信以及Modbus通信的油电混合动力车通信系统。在提出通信系统设计框架的基础上,分别研究了CAN通信协议格式定义和PLC程序实现,Modbus通信协议格式定义及PLC程序实现。该通信系统已经应用于油电混合动力车,并在现场进行工业性试验。试验结果表明,该通信系统运行安全、稳定、满足设计要求。     

含混合储能的光伏微电网系统协调控制策略

太阳能属于可再生能源类别.与其他能源相比,太阳能具有储量高、无污染的优点.当下,太阳能的开发和使用已变得越来越普遍.但是,太阳能发电具有输出功率波动大、防止干扰能力、过载能力差等问题,并且当连接到电网时,电网功率不平衡和频率质量降低.为了有效地抑制太阳能的波动性和随机性并提高太阳能微电网系统的稳定性,本文提出了混合储能...     

基于AMESim的水下大型气液混合储能系统运行特性分析

海洋可再生能源有望成为日益频繁的海洋活动的重要能量来源,尤其是对于有长期、持续、原位、无人需求的应用场景,一定程度上可弥补传统缆系岸电和自持电池/燃料供电方式的不足。但海洋可再生能源存在显著的间歇、波动缺陷,储能是克服该缺陷的最有效方式之一。提出了一种应用于海洋可再生能源的存储与释放的水下大型气液混合储能系统概念,融合高压气体在能量密度和水液压在功率密度上的优势。利用AMESim建立了系统仿真模型,分析了系统储能与释能过程中压力、温度等关键参数的变化,研究了系统的运行效率、能量密度及能量传递与转换特性。结果表明,水下气液混合储能系统运行效率可达约58%,但储能能量密度还有待于进一步提升。     

融合流量再生的飞轮储能挖掘机能量回收系统

针对挖掘机动臂下放过程中的势能浪费问题,提出了一种基于飞轮储能的机械式动臂势能回收系统;为了尽量减小液压泵马达的型号,该系统融合了流量再生原理;结合某4 t试验用挖掘机,对系统的关键元件进行了计算和选型;使用AMESim软件进行了仿真分析,研究了液压泵马达排量对系统能量回收和再利用的影响。结果表明,该系统在实现了流量再生功能的同时,最高可实现约61%的动臂势能的回收与再利用,显著提高了液压系统的能量利用效率。     

电梯储能系统的设计与研究

本文提出了一种由超级电容器组和双向六相交错式直流变压器组成的电梯储能系统,建立了仿真模型,比较了一个运行周期内带有和不带有该电梯储能系统的能耗,验证了本电梯储能系统的良好节能效果。     

浅谈基于混合储能的光伏发电并网系统的能量管理及协调控制

光伏发电管理中,并网管理是十分重要的环节,通过采取科学的调控策略来降低风险因素对并网造成的危害,提升光伏电站并网系统的安全性和稳定性。本文围绕这一议题进行了探讨,概述了储能技术在光伏并网发电系统中的应用,通过建立能量管理模型并进行并网仿真模拟分析,以更好地实施光储系统中混合储能协调控制策略,为光伏发电并网管理奠定可靠的基础。