Оптимизация распределения энергии в комплексной системе ее хранения для электрических транспортных средств

Для электрического транспортного средства с полуактивной системой хранения энергии, рассмотренного в качестве объекта, при выборе стратегии управления предложено использовать метод выпуклой оптимизации, а в качестве целевой функции - минимальное потребление энергии и минимальный диапазон изменения мощности батареи. С учетом характеристик и дорожных условий эксплуатации городского электрического автобуса проведен сравнительный анализ энергоэффективности батареи и изменения ее мощности, полученных с помощью предлагаемого метода оптимизации и методом правил для распределения энергии. Результаты моделирования показали, что при использовании предложенного метода оптимизации энергетическая эффективность батареи составила 93,46%, энергетическая эффективность конденсаторного накопителя - 98,81%, мощность батареи - 14,56 кВт. Энергетическая эффективность батареи увеличилась на 0,74%, энергетическая эффективность конденсаторного накопителя - на 0,26%, а мощность батареи снизилась на 82,23%.

Литература

[1] Костиков В.Г., Парфенов Е.М., Шахнов В.А. Источники электропитания электронных средств. Схемотехника и конструирование. М.: Горячая линия - Телеком, 2001. 344 с.

[2] Вертохвостов А.П., Прокушев Ю.А., Спиридонов Е.А., Штанг А.А., Щуров Н.И. Определение параметров накопительного устройства для электротранспортного комплекса // Электричество. 2007. № 6. С. 53-56.

[3] Energy management strategies comparison for electric vehicles with hybrid energy storage system / Z. Song, H. Hofmann, J. Li, et al. // Applied Energy. 2014. Vol. 134. No. C. P. 321-331.

[4] Аносов В.Н., Кавешников В.М. Повышение эффективности систем тягового электропривода автономных транспортных средств. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2014. 220 с.

[5] Щуров Н.И, Штанг А.А., Спиридонов Е.А., Чумачев Д.В. Повышение эффективности использования накопителей энергии в электротранспортном комплексе // Электротехника. 2009. № 12. С. 23-27.

[6] Choi M.E., Kim S.W., Seo S. W. Energy management optimization in a battery. Supercapacitor hybrid energy storage system // IEEE Transactions on Smart Grid. 2012. Vol. 3. P. 463-472.

[7] Multi-objective optimization of a semi-active battery/supercapacitor energy storage system for electric vehicles / Z. Song, J. Li, X. Han, et al. // Applied Energy. 2014. Vol. 135. P. 212-224.

[8] A comparison study of different semi-active hybrid energy storage system topologies for electric vehicles / Z. Song, H. Hofmann, J. Li, et al. // J. of Power Sources. 2015. Vol. 274. P. 400-411.

[9] Optimization for a hybrid energy storage system in electric vehicles using dynamic programming approach / Z. Song, H. Hofmann, J. Li, et al. // Applied Energy. 2015. Vol. 139. P. 151-162.

[10] Longevity-conscious dimensioning and power management of the hybrid energy storage system in a fuel cell hybrid electric bus / X. Hu, L. Johannesson, N. Murgovski, et al. // Applied Energy. 2015. Vol. 137. P. 913-924.

[11] Equivalent series resistance-based energy loss analysis of a battery semiactive hybrid energy storage system / C. Zhao, H. Yin, Z. Yang, et al. // IEEE Transactions on Energy Conversion. 2015. Vol. 30. P. 1081-1091.

[12] A novel multimode hybrid energy storage system and its energy management strategy for electric vehicles / B. Wang, J. Xu, B. Cao, et al. // J. of Power Sources. 2015. Vol. 281. P. 432-443.

[13] Santucci A., Sorniotti A., Lekakou C. Power split strategies for hybrid energy storage systems for vehicular applications // J. of Power Sources. 2014. Vol. 258. No. 14. P. 395-407.

[14] Garcia F.S., Ferreira A.A., Pomilio J.A. Control strategy for battery-ultracapacitor hybrid energy storage system [C] // Applied Power Electronics Conference and Exposition. 2009. APEC 2009. Twenty-Fourth Annual IEEE. IEEE. P. 826-832.

[15] Choi M., Lee J., Seo S. Real-time optimization for power management systems of a battery/supercapacitor hybrid energy storage system in electric vehicles // IEEE Transactions on Vehicular Technology. 2014. Vol. 63. No. 8. P. 3600-3611.

[16] Zhang P., Yan F., Du C. A comprehensive analysis of energy management strategies for hybrid electric vehicles based on bibliometric // Renewable & Sustainable Energy Reviews. 2015. Vol. 48. P. 88-104.

[17] Component sizing of a plug-in hybrid electric powertrain via convex optimization / N. Murgovski, L. Johannesson, J. Sjoberg, et al. // Mechatronics. 2012. Vol. 22. No. 1. P. 106-120.

[18] Boyd S., Vandenberghe L. Convex optimization. Cambridge, U.K.: Cambridge Univ. Press, 2004.

[19] ГОСТ 2.728-74. ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Резисторы, конденсаторы. М.: Изд-во стандартов, 2002. 12 с.

[20] Xiaogang Wu, Chen Hu, Jiuyu Du. Development of a driving cycle for city bus in Harbin of China // International Journal of Electric and Hybrid Vehicle. 2015. Vol. 7. No. 2. P. 104-119.