燃料电池混合电动汽车智能能量管理

针对燃料电池混合电动汽车复杂的拓扑结构,提出一种改进软执行者-评论者(SAC)算法的能量管理策略。首先,利用自适应模糊滤波对需求功率进行频率解耦来实现功率分层,让超级电容来提供/吸收需求功率中的峰值功率。然后,通过采用基于等效消耗最小的思想构建SAC的奖励函数,以实现降低氢耗量和改善燃料电池工作效率的目标,并优化燃料电池和锂电池的功率分配。在训练过程中,引入启发式经验回放机制来提高SAC算法的收敛性能和优化效果。最后,在多种典型工况下仿真并进行平台试验。结果表明:所提策略在燃料经济性上与传统SAC策略相比平均提高6.4%,并且在面对极端工况时,依旧能够保证燃料电池的平稳运行,实现对3能量源燃料电池汽车的能量管理。

基于SCUC的可入网混合电动汽车优化调度方法

在可入网混合电动汽车(PHEV)有望规模化应用的背景下,以传统的计及安全约束的机组最优组合(SCUC)问题为基础,发展了能够容纳PHEV的电力系统优化调度数学模型。所发展的模型以保证系统安全运行为前提,兼顾了PHEV车主的经济效益与发电的碳排放成本。利用PHEV作为可移动电量储存单元的特性,将模型解耦为机组最优组合与计及交流潮流约束的充/放电计划优化2个子模型。应用混合整数规划方法和牛顿—拉夫逊潮流算法迭代求解优化问题,可以同时获取日前机组调度计划和各时段的PHEV最优接纳容量及充/放电计划等结果。最后,以6节点和IEEE 118节点2个系统为例,验证了所构建模型的正确性和有效性。

插电式混合电动汽车充电对配电网的影响

插电式混合电动汽车(plug-in hybrid electric vehicle,PHEV)的快速发展将对配电网产生重要影响。在此背景下,建立了用于分析PHEV充电对配电网影响的充电负荷模型,提出了用于改善PHEV充电对配电网影响的优化充电策略。分析了影响PHEV充电的2个关键随机因素的概率分布,并计及随机因素,建立了充电功率按照充电曲线变化的PHEV充电负荷的概率模型。PHEV采用自由充电方式和负荷低谷充电方式时对配电网有不同程度的影响,为此提出了考虑随机因素,以负荷方差最小化为目标的优化充电策略。以IEEE40节点辐射型配电网系统为例,通过Matlab仿真,分析了采用3种充电方式时,不同数量的PHEV充电对配电网负荷曲线、网络线损及节点电压偏移的影响。结果表明,采用优化充电方式减小了网络线损和节点电压偏移,有效改善了PHEV充电对配电网的影响。

插入式混合电动汽车充放电行为的概率分析

随着插入式混合电动汽车(PHEVs)的大量使用,其充放电过程将对电网的安全经济运行造成重要的影响.提出与电网连接的PHEVs模型,准确反映PHEVs的充放电特性;开发基于Monte Carlo仿真的插入式混合电动汽车充放电行为的概率分析方法,用以描述PHEVs充放电的随机特性.数值仿真表明PHEVs的放电负荷和汽车接入电网(V2G)的充电容量都具有正态分布特性.

混合电动汽车多电平车载变换器的研究

以车载电源为动力的混合动力汽车已受到越来越多的关注。针对现有车载功率变换器存在的问题:电池单体动态均压、功率密度、使用寿命与安全性等,本文提出一种由级联H桥单元、矩阵变换器与中频变压器组合的交直流混合多电平变换器。该拓扑可实现交、直流两种输入模式的独立控制,兼顾电池供电和发电机供电,兼容Plug-in模式。采用中频变压器和矩阵变换器减小了系统的体积与重量,实现高功率密度运行,并使系统具备四象限运行能力。由于拓扑中不存在大规模电池组并联,可有效地提高电池组的使用寿命、可靠性和电能利用率。仿真和实验均验证了所提出方法的正确性和有效性。

混合电动汽车用锂离子电池的研究

以LiMn2O4为正极材料,研制了17 Ah圆柱形锂离子动力电池以及336 V/17 Ah动力电池组。性能测试结果表明:单体电池25.0C放电时持续放电比功率达到900 W/kg,而脉冲放电(480 A,15 s)比功率达到1 320 W/kg;1.0C循环1 000次后的容量保持率达80.24%;在-25℃与55℃下1.0C放电容量分别为25℃下的74.29%和96.72%;电池在过充、针刺和挤压的情况下不爆炸,不起火。90只单体电池构成的电池组的首次充放电容量分别为18.44 Ah和17.47 Ah。

混合电动汽车用高功率型锂离子电池

研制了 40Ah混合电动汽车 (HEV)用高功率型锂离子动力电池。放电测试结果显示 :电池大电流输出能力良好 ,最大脉冲功率达 898W /kg。电池循环 2 0 0次 ( 2 5℃ ,1C)的容量保持率大于 90 % ,表现出优异的循环性能 ;电池 -2 0℃与 5 5℃的1C放电容量分别为常温下的 96 63 %和 10 3 % ,具有良好的温度适应能力。安全测试显示

混合电动汽车功率变换器的研究

针对现有混合电动汽车能量管理系统所存在的功率密度低、可靠性差等问题,提出了一种基于级联H桥和矩阵变换器结构的高功率密度变换器拓扑。电池储能单元和车载内燃机发电单元提供整车驱动所需要的电功率,二者分别通过级联H桥电路和矩阵变换器与中频多绕组变压器输入侧绕组相连,中频多绕组变压器完成整车功率在电源和负载间的高效传输。其中,级联H桥电路作为储能单元控制电路的重要组成部分,在电池充放电过程中,负责均衡电池模块的动态电压。所提出的车载变换器降低了电池的串联规模和电容的使用量,显著提高了能量管理系统的功率密度和可靠性。在Matlab/Simulink环境中建立了相应的仿真模型,仿真结果验证了所提拓扑结构和相应控制策略的正确性。

混合电动汽车驱动系统的分类方法及应用

研究了混合电动汽车驱动系统的4种分类方法,对每一种分类方法中包含的各种类型的混合电动汽车驱动系统的结构特点进行了分析,对国内外一些典型结构的混合电动汽车进行了研究,在此基础上,根据提出的分类方法以及越野车的运行特点,选取分路式并联混合动力驱动系统作为CFA 6470HEV混合动力越野车的驱动系统方案,车辆的各项性能都达到了预定的目标,证明所选取的方案是合理的。

基于多目标遗传算法的混合电动汽车参数优化

动力系统和控制器参数的同时优化是提高混合电动汽车(HEV)燃油经济性并降低排放的关键。这类优化问题涉及多个相互冲突的优化目标和非线性约束,是典型的多目标优化问题。文中采用多目标遗传算法求解该优化问题的Pareto最优解集,并应用ADVISOR对实际算例的优化结果进行比较分析。结果表明,应用该方法可找到多组可行解,在满足原车动力性要求的前提下能有效提高燃油经济性,降低排放。

串联式混合电动汽车发动机转速控制系统

发动机和发电机是串联式混合电动汽车的主动力源 (PS) ,为保证发电机输出稳定的工作电压 ,发动机应在恒速控制系统的作用下运行于最佳状态 ,使之在负载变动的情况下保持转速不变 ,功率不变 ,油耗最低 在分析串联式混合电动汽车的能量流和发动机的控制策略的基础上 ,依据自动控制原理及计算机控制技术 ,讨论了发动机恒速控制系统的计算机控制方法 ,给出了控制系统的控制电路 采用了PID控制算法 ,讨论了PID控制中各参数的整定 。

串联混合电动汽车辅助功率单元输出控制

为使串联混合电动汽车的辅助功率单元和动力蓄电池的功率混合可控,由等效电路分析辅助功率单元的的电压、电流和功率三种输出控制方法,并同时提出了一种速度分级式功率控制算法。通过dSPACE原型控制器,调节电控柴油发动机的转速和无刷交流同步发电机的励磁电流,实现了辅助功率单元的三种输出控制方法。实验结果验证了三种控制方法分析的正确性,其中电压控制法最不易实现辅助功率单元和动力蓄电池的输出功率混合。速度分级式功率控制有效解决了发动机转速和发电机转矩控制的耦合问题,使辅助功率单元和动力蓄电池各自独立或联合为负载提供功率。

采用多模式变速器单电机混合电动汽车的分析与仿真

设计了一种采用多模式变速器(MMT)的单电机混合动力汽车,并进行了性能验证。该汽车采用了双行星排、4个离合器耦合发动机和电机动力的变速器,该电机可作为电动机或发电机运行。实现5种不同的能量流模式,含16种工作模式,包括不同的驱动模式、制动模式及停车发电模式。在中国典型驾驶循环(CGDC)、日本市区及高速循环(JUHC)、新欧洲循环(NEDC)及美国联邦测试程序72(FTP72)等工况下,进行了该汽车油耗的仿真。与采用双行星排无离合器结构的典型双电机混合动力汽车进行了对比模拟。相比,结果显示:该汽车的油耗具有可比性。因不使用额外的电机及其电力电子元件,该汽车具有应用潜力。

基于神经网络的混合电动汽车发动机特性研究

利用MATLAB神经网络工具箱建立了发动机特性的拟合和仿真模型,在此基础上得到了发动机的万有特性曲线,并对发动机的万有特性进行了分析,得到了并联混合电动汽车行驶过程中发动机的最优工作范围;研究了并联混合电动汽车驱动系统中发动机与驱动电机之间的功率匹配问题,确定了车辆行驶所需的最大功率与发动机和驱动电机功率之间的关系,据此可选择适合类型的发动机和驱动电机,实现并联混合电动汽车驱动系统的优化设计.

混合电动汽车电控网络总线技术研究

针对传统车辆电控网络点对点通信方式的不足,结合混合电动汽车的特点,采用基于CAN总线和LIN总线的通讯技术设计了适用于混合电动汽车的整车电控系统通信网络;为了提高整车电控系统的工作效率和通信的稳定性,详细设计了CAN总线的通信协议和节点传输内容、CAN总线和LIN总线的通用硬件电路和软件流程,并对通信网络进行了功能建模与仿真;仿真结果和实际道路测试表明,设计的通讯网络满足工况下整车性能指标要求,主要网络节点通信良好。

混合电动汽车再生制动能量控制系统设计

混合电动汽车是目前技术条件下解决能源危机和环境保护的最佳汽车技术解决方案,而再生制动是电动汽车独有的节能环保技术；利用自主开发的CAN总线智能模块和嵌入式微计算机主控模块,组成了混合动力电动汽车的再生制动能量回收控制系统,运用相应的控制策略设计能量系统控制程序,实现了电动汽车上再生制动能量控制；经过上车的实际使用表明,控制系统运行良好,并能大大提高能量利用率,配备该系统后可比未配置该系统前节能达20％以上。

混合电动汽车轮系机构的介绍与运动分析

混合电动汽车轮系机构是保障汽车有效行驶的重要机构。在充分介绍一款混合电动汽车轮系机构工作模式的基础上,依照轮系机构组成特点,运用构件间相对运动关系,对其中一种工作模式下,建立了轮系机构基本回路单元的运动分析方程,其分析过程和计算结果有利于深入研究混合电动汽车轮系机构。

CAN总线在混合电动汽车能量总成控制系统的应用

根据CFA6470长丰混合电动汽车的特点,设计了一种基于TMS320LF2407A内嵌式CAN控制器的混合电动汽车能源总成控制器,组建了基于CAN总线多主分布式控制技术的控制网络。提出了CAN网络在混合电动汽车布局的方法。通过在湖南长丰混合电动汽车的应用证明,基于CAN网络的混合电动汽车能量总成控制系统运行稳定。

基于SolidWorks的混合电动汽车动力传动系仿真模型研究

针对建立混合电动汽车动力传动系仿真模型的需要,研究了SolidWorks二次开发和接口的方法。利用尺寸驱动参数化建模的方式,对所选用的动力传动系各构件进行了实体建模,建立了其完整的仿真模型,为混合电动汽车动力传动系的虚拟样机和仿真提供了依据。

基于USB接口的混合电动汽车数据存储系统

为了改进混合电动汽车开发过程中数据的存储方式,设计了基于USB接口的数据存储系统.详细介绍了USB接口的软、硬件设计思路和方法.所设计并研发的USB接口在试验中取得了令人满意的效果.