Estrategia de Gestión Energética Coordinada Jerárquica para Sistemas de Almacenamiento de Energía Híbridos en Vehículos Eléctricos Considerando el SOC de la Batería
Autores: Huang, Wenya; Lu, Zhangyu; Cao, Xu; Hou, Yingjun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Estrategia de Gestión Energética Coordinada Jerárquica para Sistemas de Almacenamiento de Energía Híbridos en Vehículos Eléctricos Considerando el SOC de la Batería
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Componentes de almacenamiento de energía
Batería
Supercapacitor
Sistema de almacenamiento de energía híbrido
Vehículos eléctricos
Estrategia de gestión energética coordinada jerárquica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
Este documento combina dos tipos de componentes de almacenamiento de energía, la batería y el supercapacitor (SC), para formar un sistema de almacenamiento de energía híbrido totalmente activo (HESS) como fuente de energía para vehículos eléctricos (EVs). Al mismo tiempo, se presenta una estrategia de gestión de energía coordinada jerárquicamente basada en control predictivo de modelos (HCEMS-MPC). En primer lugar, se obtiene el modelo matemático del HESS totalmente activo basado en la ley de Kirchhoff y la tecnología de modelado en espacio de estados. En segundo lugar, considerando el estado de carga (SOC) de la batería, se propone una estrategia de gestión de energía (EMS) de nivel superior basada en control difuso para optimizar la asignación de potencia y generar una corriente de referencia para un controlador de corriente de nivel inferior. Luego, se diseña un controlador predictivo de corriente de nivel inferior para lograr un seguimiento preciso de la corriente. Finalmente, se diseña un controlador de modo deslizante de voltaje de nivel inferior para estabilizar el voltaje del bus. En comparación con trabajos anteriores, la estrategia HCEMS-MPC solo necesita ajustar la matriz de pesos y el término de alcance para evitar el problema de parámetros excesivos del controlador. Los resultados de la simulación, bajo diferentes condiciones de conducción, muestran que la estrategia HCEMS-MPC tiene un mejor rendimiento en cuanto a su rápida respuesta, reducción de errores y estabilidad robusta. Además, el SOC de la batería disminuye más lentamente y el valor final del SOC aumenta significativamente, lo que extiende el tiempo de ciclo de descarga único de la batería y mejora la vida útil de la batería.
Descripción
Este documento combina dos tipos de componentes de almacenamiento de energía, la batería y el supercapacitor (SC), para formar un sistema de almacenamiento de energía híbrido totalmente activo (HESS) como fuente de energía para vehículos eléctricos (EVs). Al mismo tiempo, se presenta una estrategia de gestión de energía coordinada jerárquicamente basada en control predictivo de modelos (HCEMS-MPC). En primer lugar, se obtiene el modelo matemático del HESS totalmente activo basado en la ley de Kirchhoff y la tecnología de modelado en espacio de estados. En segundo lugar, considerando el estado de carga (SOC) de la batería, se propone una estrategia de gestión de energía (EMS) de nivel superior basada en control difuso para optimizar la asignación de potencia y generar una corriente de referencia para un controlador de corriente de nivel inferior. Luego, se diseña un controlador predictivo de corriente de nivel inferior para lograr un seguimiento preciso de la corriente. Finalmente, se diseña un controlador de modo deslizante de voltaje de nivel inferior para estabilizar el voltaje del bus. En comparación con trabajos anteriores, la estrategia HCEMS-MPC solo necesita ajustar la matriz de pesos y el término de alcance para evitar el problema de parámetros excesivos del controlador. Los resultados de la simulación, bajo diferentes condiciones de conducción, muestran que la estrategia HCEMS-MPC tiene un mejor rendimiento en cuanto a su rápida respuesta, reducción de errores y estabilidad robusta. Además, el SOC de la batería disminuye más lentamente y el valor final del SOC aumenta significativamente, lo que extiende el tiempo de ciclo de descarga único de la batería y mejora la vida útil de la batería.