基于高斯混合分布的混合储能电动汽车DC-DC变换器的优化设计

黎浩庭， 王学梅

(华南理工大学电力学院， 广东 广州 510640)

1 引言

近年来，电动汽车的发展和应用已经吸引了越来越多的关注，并将会在中国乃至全世界得到推广和应用。能量密度、功率密度和循环寿命是汽车储能系统的三大要求。由于锂电池储能系统在功率密度和循环寿命这两方面存在劣势，学者们提出了能够综合超级电容与锂电池优势的混合储能系统，提高锂离子电池的功率密度和循环寿命[1-11]。

EV混合储能系统有主动式、半主动式以及被动式拓扑[12]，其中所有半主动式、全主动式的拓扑均需要一个双向的DC-DC变换器来完成对能量输入输出的控制。目前对混合储能系统的研究主要集中于能量分配和容量配置方面[13-16]，没有对于混合储能系统这一特殊情况对DC-DC变换器的优化方法作针对性的研究。对于储能系统的变换器设计，首先应当关注的就是变换器的效率问题，因为它不但决定了储能系统的整体效率，还影响着能量分配策略的选择；其次，就是变换器的成本问题，其影响着储能系统整体投入使用和维护的经济性。

对于DC-DC变换器的优化设计，早已有利用各种优化算法，通过改变变换器的器件选择、控制策略以及开关频率等来进行效率和成本优化的研究[17-22]。由于变换器需要在多种不同的工况下工作，而变换器的性能与其工况密切相关，因此以最佳工况或最差工况所对应的效率评价并不能代表整个工作范围内的变换器性能[7]。……