Badanie zasobnika hybrydowego w dynamicznych stanach obciążenia

• Autorzy: Wieczorek M. , Lewandowski M.

Warianty tytułu

EN

Study of Hybrid Energy Storage System in Dynamic Load States

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono model układu oraz zasadę sterowania hybrydowym zasobnikiem energii elektrycznej (HESS ang.-hybrid energy storage system) z dowolną liczbą przyłączonych zasobników. Metoda ta pozwala płynnie sterować przepływem energii z zasobnika do obciążenia i odwrotnie oraz pomiędzy zasobnikami w systemie. Do badań wybrano układ z trzema zasobnikami: superkondensatorem, akumulatorem litowo-jonowym i akumulatorem kwasowo-ołowiowym. Zaimplementowano modele dynamiczne każdego z zasobników oraz wykonano badania symulacyjne w charakterystycznych stanach obciążenia pojazdu: maksymalnym obciążeniu HESS, maksymalnym obciążeniu przy wyładowaniu superkondensatora, ładowaniu superkondensatora z pozostałych zasobników i hamowaniu odzyskowym. Przyjęta metoda sterowania pozwala na płynną regulację przepływu energii i utrzymanie stałego, stabilnego napięcia na linii DC w każdym z badanych stanów obciążenia.

EN

The paper presents a model of the system and the control method for hybrid electrical energy storage system (HESS) consisting of any number of storage devices. This method allows smoothly control the flow of energy from the reservoir to the load, vice versa, and between storage tanks in the system. The system with three storage devices was selected: supercapacitor, lithium-ion and lead-acid battery. Dynamic models of each of the energy tanks was prepared and simulation studies were performed in the typical load conditions of the vehicle: HESS maximum load, maximum load at the discharge of the supercapacitor, charging the supercapacitor with other storages and regenerative braking. The control method gives continuous adjustment of the flow of energy and maintain a constant, stable voltage on the DC line in each of the studied states of load.

Słowa kluczowe

PL

hybrydowy zasobnik energii; zasobniki energii; superkondensator; akumulator; sterowanie rozpływem mocy

EN

hybrid energy storage system; HESS; energy storage; supercapacitor; battery; power flow control

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 3
• Strony: 4914--4921, CD 1
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Wieczorek M.

• Politechnika Warszawska, Instytut Maszyn Elektrycznych, pl. Politechniki 1, 00-661 Warszawa

autor

Lewandowski M.

• Politechnika Warszawska, Instytut Maszyn Elektrycznych, pl. Politechniki 1, 00-661 Warszawa

Bibliografia

• 1. Bazzi A. M.; Electric Machines and Energy Storage Technologies in EVs and HEVs for Over a Century. Electric Machines & Drives Conference (IEMDC), 2013 IEEE International , vol., no., pp.212,219, 12-15 May 2013.
• 2. Santucci A., Sorniotti A., Lekakou C.; Power split strategies for hybrid energy storage systems for vehicular applications. Journal of Power Sources 258 (2014) 395-407.
• 3. Lewandowski M., Grzesikiewicz W.; Matematyczny opis napędu pojazdu z silnikiem elektrycznym PMSM. Logistyka 6/2014,s. 4283-4291.
• 4. F. L. Mapelli F. L., Tarsitano D., Annese D., Sala M., Bosia G.; A study of urban electric bus with a fast charging energy storage system based on lithium battery and supercapacitors. 2013 Eighth International Conference and Exhibition on Ecological Vehicles and Renewable Energies (EVER).
• 5. Allègre A. L., Trigui R., Bouscayrol A.; Flexible real-time control of a hybrid energy storage system for electric vehicles. Electrical Systems in Transportation 2013, Vol. 3, Iss. 3, pp. 79–85.
• 6. Hassan El Fadil, Fouad Giri, Josep M. Guerrero, Abdelouahad Tahri; Modeling and Nonlinear Control of Fuel Cell / Supercapacitor Hybrid Energy Storage System for Electric Vehicles. IEEE Transactions on Vehicular Technology. Paper ID: VTSI-2013-01387.R1.
• 7. Szeląg A.; Wpływ napięcia w sieci trakcyjnej 3 kV DC na parametry energetyczno-trakcyjne zasilanych pojazdów. Instytut Naukowo-Wydawniczy SPATIUM. 2013r.
• 8. Mohamed I. Daoud, A. S. Abdel-Khalik, A. Elserougi, S. Ahmed, A.M. Massoud; DC Bus Control of an Advanced Flywheel Energy Storage Kinetic Traction System for Electrified RailwayIndustry. Industrial Electronics Society, IECON 2013 - 39th Annual Conference of the IEEE , vol., no., pp.6596,6601, 10-13 Nov. 2013.
• 9. Younghyun Kim, Jason Koh, Qing Xie, Yanzhi Wang, Naehyuck Chang, Massoud Pedram; A scalable and flexible hybrid energy storage system design and implementation. Journal of Power Sources 255 (2014) 410e422.
• 10. Lijun Gao, Roger A. Dougal, Shengyi Liu; Power Enhancement of an Actively Controlled Battery/Ultracapacitor Hybrid. IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 20, no. 1, January 2005.
• 11. Ricardo Barrero, Joeri Van Mierlo, Xavier Tackoen; Energy Savings in Puplic Transport. IEEE Vehicular Technology Magazine, September 2008.
• 12. Jian Cao, Ali Emadi; A New Battery/UltraCapacitor Hybrid Energy Storage System for Electric, Hybrid, and Plug-In Hybrid Electric Vehicles. IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 27, no. 1, January 2012.
• 13. Wieczorek M., Lewandowski M.; Hybrid energy storage system for electric vehicle. Semtrak 2014, s.57-66.
• 14. Lewandowski M., Orzyłowski M.; Zastosowanie rachunku różniczkowego ułamkowego rzędu do modelowania dynamiki superkondensatorów. Przegląd Elektrotechniczny 8/2014, s.13-17.