实验用制动能量回收控制系统开发

为更加形象地展示制动能量回收控制系统的工作原理,在已有制动能量回收实验台的基础上重新开发控制系统。以数据采集卡为控制器,对转速传感器、制动踏板开度传感器和蓄能器压力传感器的信号处理电路进行了设计,并完成了相应的上位机交互界面开发。经实验验证,该控制系统可以实现对制动能量回收实验台的控制,并且能够通过较为直观的形式展示制动踏板开度、开度变化率、蓄能器压力和继电器状态。

高速铁路制动能量回收系统在变电所的应用

交流电气化铁路牵引供电系统具有可再生、分布广、能耗高、规律强、波动大等特点,每年消耗大量的电能。近年来能源互联网在电力系统领域的研究不断升温,高速铁路牵引供电系统能耗问题受到广泛关注。目前高速铁路列车制动均采用再生制动的方式,将制动能量通过单相四象限变流器反馈到牵引网,反馈到牵引网上的制动能量部分被相邻列车使用,大部分能量以反向电流的形式返回到牵引网上级电网中,而不能被利用,造成能量的浪费。为有效回收电气化铁路电动车组产生的大量再生制动电能,同时兼顾改善牵引供电系统电能质量的目的,设计了一种高速铁路制动能量回收系统。在列车制动时将过多的再生制动能量吸收到超级电容中,并在列车牵引时将超级电容中储存的电能回馈到牵引网供给列车牵引所需。

高速铁路动车组再生制动能量回收系统优化设计

本文主要对现有的高速铁路动车组,在实现再生制动过程中的能量回收系统进行了优化设计。通过对现有再生制动能量回收系统进行深入分析,得出其能量回收效率不高、系统稳定性及可靠性有待提高等结论。基于此,本文提出了一种新型的再生制动能量回收系统的设计方案。该方案通过调整能量存储元件、优化能量管理策略以及系统控制算法等方法,提高了再生制动能量回收系统的能量回收效率,同时增强了其稳定性和可靠性。

基于电动汽车制动效能一致性的并联式制动能量回收控制

并联式制动能量回收系统的控制策略一般是固化的函数曲线,由当前车速直接确定出再生制动转矩,并未考虑制动踏板开度这一因素,驾驶员的制动感觉较差。为了衡量驾驶员的制动感觉,提出了电动汽车制动效能一致性的概念,即驾驶员以不同制动踏板开度在不同初速度下进行制动。在采用电-液复合制动与只采取传统液压制动时,二者所得出的制动加速度和制动距离分布的差异情况,差异越小则代表电动汽车制动效能一致性越好。在AMESim和Simulink软件联合仿真环境下,建立并联式制动能量回收系统模型和电动汽车整车模型,通过引入制动踏板开度修正系数对再生制动力矩进行标定,提出了一种基于制动效能一致性的制动能量回收转矩的控制方法。仿真结果显示,该方法能够取得与传统液压制动系更为接近的制动效能和制动感觉,同时较现有并联式回收系统控制策略的能量回收效率提高了5.9%,具有一定的工程应用价值。

基于AMESim的并联式液压混合动力车能量回收系统研究

针对城市公交车频繁启停过程中存在能量利用率低的问题,分析了具有广阔应用前景的并联式液压混合动力车能量回收与辅助驱动系统的工作原理;应用机理建模的方法对二次元件(液压泵/马达)、蓄能器、转矩耦合器的参数进行了分析;基于AMESim仿真软件,建立了能量回收与辅助驱动模型,并进行了车辆液压制动和启动相关仿真分析。结果表明:减小蓄能器初始容积或提高蓄能器最低工作压力能够缩短车辆制动时间和制动距离,但能量回收率降低;增大蓄能器初始容积,能够获得更持久的辅助动力;增大二次元件排量,能够显著改善车辆制动和启动性能,但不影响能量回收利用率。该结论能够为并联式液压混合动力车的实际开发提供一定借鉴。

混合动力汽车液压气动制动能量回收系统的研究

近些年,国家力推新能源汽车,但受限于续航里程以及充电站数量限制,各大厂商以及消费者更青睐于混合动力汽车。对于混合动力汽车而言,如何提高混合动力汽车纯电模式下续航里程,是当下必须解决的难题,其不但可以提升混合动力汽车续航里程,还可以使混合动力汽车油耗更低,另外还能够在很大程度上保障混合动力汽车制动系统安全。文章是针对基于混合动力汽车液压气动制动系统能量回收而展开的具体探究,并提出相关建议,以资参考。

考虑能量回收控制的新能源汽车串联式制动系统

由于当前汽车制动系统存在制动效果不佳、运行质量较差、无法将汽车的运动能量转化为热量等问题,使汽车续驶能力受到制约。为解决此类问题,引入能量回收控制原理,设计了一种新能源汽车串联式制动系统。制动系统采用了C/S硬件架构,在软件部分,通过确定汽车动力源总功率、结合串联式制动策略设计协调控制层,再基于能量回收控制设计汽车制动力分配模块。通过测试可知:在不同行驶工况下,本文系统车速制动优势明显,能够在短时间内实现快速制动车速的目标,进而提升了汽车的续航能力。

电动汽车电-液并联ABS制动系统能量回收研究

为了提高续驶里程,针对某款越野车改装的电动汽车制动系统,提出一种基于ABS的电-液并联制动系统。此系统采用固定比例的前后轴制动力分配方式,结合恒定充电电流与最大回馈功率复合的再生制动控制方式,以基于滑移率的PID控制ABS系统来调节电、液制动力比例,在确保制动安全可靠的同时实现制动能量回收。根据上述理论建立数学模型,并利用AMESim和Simulink进行联合仿真,在3种典型工况下分析制动性能和能量回收效率。结果表明:基于ABS的电-液并联制动系统综合制动性能良好,且3种工况下的一次制动最小能量回收效率分别达到28%、28%和11%。

混合动力汽车驱动策略与能量回收的发展综述

混合动力汽车可以通过协调不同的动力来源和回收制动能量来满足电力需求,从而优化能源使用效率和汽车行驶性能。首先对串联式、并联式和混联式这三种混合动力汽车动力系统结构进行了深入分析,接着讨论了能量管理策略,最后研究了制动能量回收和能量计算,以及制动回收能量结构与流程和影响能量回收的因素。希望为后续从事相关工作的研究者做出参考贡献。

基于超级电容器储能的交直交变频驱动系统制动能量综合回收利用方法研究

交直交变频驱动系统已经在工农业生产中得到了广泛的应用,但是大部分都采用能耗制动,造成了能量的巨大浪费。采用超级电容器储能的制动能量回收利用系统,能够在电机制动时回收制动能量,并在电机启动或加速时释放出去,从而实现能量的节约利用。然而,该方案存在储能容量配置较大、价格昂贵等缺点,制约了其推广应用。该文以提高制动能量回收利用系统性价比为目标,提出制动能量综合回收利用方法以及超级电容器储能单元储能量和充放电变流器功率优化设计方法,设计交直交变频器、储能单元、制动电阻之间无需通讯线的协调控制策略,并通过在石油钻机上的示例分析和仿真验证所提方法的正确性和有效性。

电动汽车制动能量回收系统评价方法研究

以电动汽车制动能量回收过程中不同能量间的传递关系为研究对象,提出了评价制动能量回收系统的测试方法和评价指标,搭建了电动汽车制动能量回收系统测试平台,并利用该平台对某电动汽车在NEDC工况下的制动能量回收效率进行了研究。试验结果表明,制动回收能量和回收率主要受制动能量回收控制策略、制动初速度和减速度的影响,当制动初速度低于控制策略中设定车速时系统将不进行能量回收;鉴于NEOC工况中制动初速度和减速度比较单一的情况,建议开发一种适用于电动汽车制动能量回收系统评价的工况。

基于EMB的解耦式制动能量回收系统研究

针对以气压制动实现解耦式制动能量回收存在的问题和电子机械制动的特点,提出了以机电制动(EMB)实现解耦式制动能量回收的方案;据此,并综合考虑制动法规、制动能量回收率和制动平顺性等约束条件,制定了相应的控制策略。搭建了联合仿真平台进行仿真,对系统的可行性和经济性进行了验证。结果表明:EMB可满足制动能量回收对机械制动力的调节需求,制动力分配符合驾驶员要求;基于EMB的解耦式制动能量回收系统,与无制动能量回收方案相比,每百公里可节省的能耗大于36.48k W·h,节能率高于34.69%;与传统耦合制动能量回收方案相比,每百公里可节省的能耗大于17.73k W·h,节能率高于19.86%,效果显著。

基于制动感觉的制动能量回收系统的设计与匹配

基于目前国内硬件资源储备现状,以保证制动感觉为前提条件,提出了一种带有增压模拟器的制动能量回收系统硬件方案,根据开发的制动能量回收系统在制动过程中各个状态下的部件控制过程,结合需求极限流量及轮缸压力与体积对应关系完成对模拟器的结构设计与参数匹配,并在基于xPC功能搭建的试验台架上进行系统功能验证,台架试验结果表明带有增压模拟器的制动能量回收系统能够在满足制动需求、保证制动感觉的同时较大程度地回收制动能量。

制动能量回收系统的制动力矩协调控制仿真

驾驶员制动意图识别和电机液压制动力协调控制是开发制动能量回收系统时需要解决的关键技术问题.文中通过特性试验数据分析,得出了表征驾驶员制动需求的参量,并使用时间因子自适应修正的一阶延迟滤波方法,基于主缸的压力求得驾驶员的制动需求.根据液压制动系统硬件方案,在Matlab/Simulink下建模,并使用比例制动力分配方法进行电机和液压制动力的协调控制,使用偏差控制方法实现目标压力.仿真结果表明,制动需求计算准确,制动力控制协调,保证了平稳的制动强度.

地铁制动能量回收的混合储能系统及其参数设计

混合储能技术兼具能量型器件和功率型器件的优势,适用于地铁制动能量的回收利用。介绍了基于地面储能方式和双DC/DC架构的混合储能系统。研究了双向DC/DC变换器、锂电池组和超级电容组的参数设计方法,并采用MATLAB软件搭建仿真模型,与单一储能系统进行了控制效果、经济性的对比分析。结果表明:所设计的混合储能系统使牵引网电压在整个制动过程中均处于安全范围,系统投资成本和体积质量较小,性价比优势突出,同时实现了应急工况下备用电源的作用,验证了混合储能系统及其参数设计的合理性。

采用蓄能器的大负载液压缸制动系统设计及其能量回收率仿真分析

为有效减缓大负载液压缸制动阶段产生的冲击影响,并且有效减少能量损耗,采用液压蓄能器构建重力势能回收系统,通过AMESim仿真平台对动态制动过程和能量回收率进行分析。研究结果表明:在前0.5 s大负载液压缸处于匀速运动,后续系统进入制动并开始回收能量;从1.4 s开始,系统出现泄漏,蓄能器无法继续回收能量,需要利用切断阀将制动回路切断;在切断阀最初产生制动效果时,回油路流量已处于很低的状态,因此缓冲腔并不会受到较大冲击;不同的蓄能器体积并不会引起系统制动状态的变化,可达到基本相同的能量回收率。提高蓄能器初始压力后,在更短时间内可完成制动过程,并且回收的能量基本不变。

自行车制动能量回收控制系统的设计

针对自行车频繁制动损耗能量的问题,对自行车制动过程中能量流动情况、电机再生制动、锂电池充电展开研究,对自行车制动过程中能量损耗、电机再生制动控制策略进行了归纳,提出了一种基于STC15F2K60S2内核单片机的自行车制动能量回收控制系统,通过改装公路自行车,搭建具有该系统的试验样车,在不同骑行道路上选择不同制动模式进行制动试验。研究结果表明,该系统能够根据车速以及骑行者的意愿选用合理的制动模式,在考虑骑行安全的前提下充分回收制动能量,明显提高了自行车的能源效率。

城市轨道车辆电阻制动能量回收试验系统研究

在城市轨道车辆模拟牵引系统研制的基础上,对城市轨道车辆电阻制动能量回收试验系统进行了设计,开发了该系统的核心控制单元。利用此系统可以对城市轨道车辆模拟牵引单元电阻制动能量进行有效回收,并加以合理利用。该试验系统的开发对城市轨道车辆电阻制动能量回收控制利用有现实意义。

并联式液压混合动力汽车能量再生系统研究

针对动力汽车能量损失大以及难于回收利用等问题,研究一种并联式液压混合动力汽车能量再生系统,分析了其工作原理,并设计计算了系统主要元件(如蓄能器、泵/马达)参数.基于AMESim软件,构建了该系统仿真模型并进行仿真分析,结果表明:选择合适容积的蓄能器和一定排量的泵/马达,能有效改善系统制动性能,提高能量回收效率.

基于超级电容的抽油机制动能量回收系统研究

针对游梁式抽油机系统的“倒发电”现象,传统的能耗制动和回馈制动造成电能浪费和谐波污染等问题,制动能量得不到合理利用.采用超级电容储能的制动能量回收系统,能够在抽油机电机处于再生发电状态时回收能量,并在电机处于电动状态时将能量释放,实现系统的节能降耗.然而,该方案存在储能装置容量配置较大、成本较高等不足,限制了其推广和应用.文章提出基于功率-容量约束的超级电容器模组参数配置方法,该方法以提高超级电容储能系统的性价比为目标,对储能系统的初始充电电压进行优化;以抽油机再生制动能量的有效回收和及时释放为前提,制定储能系统控制策略.仿真结果验证了所提参数配置方法及控制策略的有效性和可行性,满足节能效果和系统成本双优的目的.