电动汽车的多模式复合电源能量管理自适应优化

为提高电动汽车的多模式复合电源系统效率,提出一种能量管理自适应优化方法。对多模式复合电源工作模式进行分析,设计超级电容自适应参考电压。建立复合电源系统效率优化目标函数,并结合电池荷电状态和超级电容电压设计电池输出功率补偿规则和能量管理自适应优化方法。搭建多模式复合电源系统仿真模型和测试平台进行测试。测试结果表明:在UDDS和NEDC路况下,与滞环控制相比,采用能量管理自适应优化的多模式复合电源系统效率分别提高1.13%和1.02%。采用能量管理自适应优化的多模式复合电源不仅能自适应选择工作模式和完成电池输出功率补偿,而且避免了电池输出功率突然增大,保证了电池安全。     

混合动力电动汽车能量管理技术研究综述

能量管理策略对于提高混合动力电动汽车的燃油经济性、保护系统的健康状态、以及减少温室气体排放具有至关重要的作用,但由于动力系统复杂的非线性结构以及在线应用的实时性要求,开发高效的能量管理策略仍是一项极具挑战性的任务. 为此,本文对能量管理技术的研究进展进行了全面的总结. 首先,综述目前混合动力电动汽车广泛采用的机电耦合系统,总结各类系统的拓扑结构与运行特点;其次,综合分析近年来能量管理策略的研究进展以及发展趋势;同时从最优性以及实时性等关键技术指标出发,评价各类方法的技术优势与不足,为进一步的工程应用提供参考;最后,展望能量管理技术未来的研究方向,希望为能量管理策略在智能网联环境下的发展提供借鉴.      

并联式混合动力逻辑门限控制参数智能优化

为提高并联式混合动力汽车的燃油经济性和降低其废气排放量,采用基于自适应混沌粒子群优化算法建立并联式混合动力汽车控制优化模型,对其逻辑门限控制参数进行优化,并与PSO算法和GA算法的优化结果进行比较;利用ADVISOR仿真软件对其优化参数进行仿真验证,并对其逻辑门限控制参数优化前的仿真结果与自适应混沌粒子群优化后的仿真结果进行对比.研究结果表明:自适应混沌粒子群优化算法具有较快的收敛速度和较高的收敛精度,能有效避免早熟收敛问题;100km油耗至少可降低12％,HC排放量可降低6％,CO排放量可降低5％,NOx排放量可降低8％.     

混合动力汽车自适应等效油耗最低能量管理策略

为提高插电式混合动力汽车燃油经济性,采用基于动态规划（DP）的控制策略仿真分析了不同典型工况、不同行驶里程下SOC（电池荷电状态）的最优轨迹。在等效油耗最低能量管理策略（ECMS）的基础上,采用比例积分（PI）控制算法实时更新电能-燃油等效因子,以保证SOC实际轨迹能够大致跟随理论参考轨迹,进而提出了一种可实时控制的自适应等效油耗最低能量管理策略（AECMS）。为验证所提控制策略的控制性能有效性,采用不同典型工况及不同行驶里程对ECMS、DP、AECMS的控制性能进行了仿真对比。结果表明,AECMS控制效果接近于DP控制策略且可实时控制,电量消耗（CD）模式下AECMS相对于ECMS减少油耗3.50%~8.71%,电量保持（CS）模式下AECMS相对于ECMS减少油耗1.11%~2.46%。     

基于插电式电动汽车储能的智能家居动态规划能量管理策略

电动汽车储能为可持续能源供应和分布式能源储存提供了新的机遇和挑战.文中提出基于插电式电动汽车储能的智能家居能量管理问题,并应用动态规划方法完成能量管理策略设计.根据系统结构对系统功率流和PEV电池组进行建模.在家庭能量需求和PEV充电需求约束下,以分时电价和分时家庭能量需求为背景,提出用电成本最小的动态规划能量管理策略优化问题.仿真验证了不同家庭能量需求、不同车辆行驶工况下所提方法的系统经济性,仿真结果表明夏令时和冬令时分别节省家庭日用电费用约50%和27%.      

电动汽车制动能量回收系统分析

设计了一种电动汽车制动能量回收系统,介绍了系统的工作原理,通过控制器的电压控制信号对系统进行了仿真,当控制器的电压信号低于1.0V时,控制器控制三相可控全桥整流滤波电路工作,经整流滤波、变频、驱动电机发电、整流输出,其能量回收系统效率约为η回=60％,实现了能量回收的功能,增加了电动汽车的续驶里程.     

混合动力电动汽车多能源原型控制器研究

针对混合动力电动汽车的多能源管理,研究开发了多能源控制器,提出了随车标定和修改多能源原型控制器软件和硬件的新方法．该方法利用Matlab／Simulink在便携电脑上建立混合动力电动汽车多能源控制器的动态仿真模型,利用C 构建驱动USB的S函数,使控制器模型与混合动力电动汽车多能源原型控制器连接,实现在线修改控制器软件的目的,该方法亦可以将MAXPLUSⅡ和ispPAC10生成的目标文件下载到原型控制器硬件中去,实现在线修改控制器硬件．实验证明该方法非常适合原型控制器的开发研究。     

基于极小值原理的插电式四驱混合动力汽车能量管理策略

建立以电池SOC为状态变量,以后驱电机和ISG （integrated starter and generator）电机输出转矩为控制变量,以整车燃油消耗最小为目标的能量管理优化模型,然后基于极小值原理设计上述优化问题的求解流程,从而获得基于极小值原理的插电式四驱混合动力汽车能量管理控制策略,最后在建立整车系统仿真模型的基础上对该能量管理控制策略进行仿真,并将仿真结果与基于CD-CS模式规则控制策略的仿真结果进行对比。结果表明,提出的控制策略具有良好的燃油经济性,与CD-CS模式规则控制策略相比,提出的控制策略使整车百公里油耗降低了28.18%。     

辅助混合动力电动汽车的技术研究

为延长纯电动汽车的续驶里程,提出了辅助混合动力电动汽车的概念。对辅助混合动力电动汽车的系统方案设计、动力部件选择及参数匹配进行了研究,重点分析了驱动控制单元和辅助控制单元的工作原理。排放实验和续驶里程仿真结果表明,辅助混合动力电动汽车具有良好的排放性能,并且比原纯电动汽车有效地延长了续驶里程。     

基于混沌遗传算法的PHEV能量管理策略优化

提出了一种新的混沌遗传算法,改进了混沌映射和遗传算法的结合方式,使种群在进化的过程中能够混沌搜索解空间,从而增强遗传算法的遍历性.该算法有效地克服了遗传算法局部收敛的缺陷.在软件ADVISOR2002中,以一辆采用模糊能量管理策略的插电式混合动力电动汽车(Plug-in Hybrid Electrical Vehicle,PHEV)为研究对象,应用该混沌遗传算法对其隶属函数和控制规则进行了优化.仿真结果表明,该算法可以实现对模糊控制器的全局优化.与原模糊控制策略相比,优化后的燃油经济性提高了5.15%,CO排放减少了6.39%.     

电动汽车用电池管理系统的研究

在大量动力电池充放电动态响应试验研究的基础上,研制了电动汽车动力电池在线监测系统.系统以MC9S12DP256B微控制器为核心,实时监测电池电压、电流和温度等信息;利用电池的电压模型、安时平衡模型,模糊控制模型估算荷电状态;通过CAN和多能源管理系统进行通信;将电池的状态信息保存于EEPROM中.试验结果表明:该管理系统对车用管式铅酸电池荷电状态的预测具有较高的精度.     

混合动力汽车深度强化学习分层能量管理策略

为了提高混合动力汽车的燃油经济性和控制策略的稳定性,以第三代普锐斯混联式混合动力汽车作为研究对象,提出了一种等效燃油消耗最小策略(equivalent fuel consumption minimization strategy,ECMS)与深度强化学习方法(deep feinforcement learning,DRL)结合的分层能量管理策略。仿真结果证明,该分层控制策略不仅可以让强化学习中的智能体在无模型的情况下实现自适应节能控制,而且能保证混合动力汽车在所有工况下的SOC都满足约束限制。与基于规则的能量管理策略相比,此分层控制策略可以将燃油经济性提高20.83%~32.66%;增加智能体对车速的预测信息,可进一步降低5.12%的燃油消耗;与没有分层的深度强化学习策略相比,此策略可将燃油经济性提高8.04%;与使用SOC偏移惩罚的自适应等效燃油消耗最小策略(A-ECMS)相比,此策略下的燃油经济性将提高5.81%~16.18%。     

公共汽车制动能量再生系统控制器的设计

介绍了公共汽车制动能量再生系统的特点及组成,对控制器的硬件电路及软件进行了设计.分析了公共汽车的运行模式,通过对液压系统的控制,实现能量再生.     

多轴电驱动车辆驱动力优化分配策略

为提高某型多轴电驱动车辆的经济性,提出了一种最优驱动力分配控制策略.以电驱动系统效率最优为核心,对驱动转矩的分配进行离线优化,生成可在线应用的驱动模式表,通过查表插值可以确定驱动轴数,再根据整车轴荷动态分布情况,确定具体驱动轴,以充分利用地面附着力;利用Matlab/Simulink搭建整车后向仿真模型,在调整的世界重型商用车循环工况上进行仿真分析.结果表明,采用最优驱动转矩分配控制策略,相对驱动转矩平均分配控制策略和基于轴荷比分配转矩控制策略,经济性分别提升了9.18％和6.12％.     

混合动力汽车扭矩管理策略

能量管理策略是混合动力汽车技术中研究的重要内容之一。该文提出的扭矩管理策略具有稳态能量管理策略的特征。在Matlab/Simulink仿真平台上建立了前向式混合动力汽车模型,并在模型基础上对驱动方式和制动方式下的扭矩管理策略进行了仿真分析。仿真结果表明,扭矩管理策略将扭矩作为最主要的控制变量,以内燃机稳态效率特性图为基础,可以实现对内燃机和电机输出动力的合理分配。扭矩管理策略综合考虑了驾驶员的需求以及混合动力汽车中多个部件的特性,是一种能量的优化管理方法,达到了提高混合动力汽车动力系统效率的目的。     

一种应用于电动汽车的复合电池能源模块

就目前现有的电动汽车电池能源模块无法满足车辆实际性能需求的问题,提出了一种全新的电动车用电池能源模块,该模块是由锂离子电池与锌空气燃料电池进行配合组成的.首先分析了全球各个汽车企业就目前车用能源日趋紧张问题所提出的不同解决方案,指出了电动汽车发展前景乐观;其次,分析了应用于纯电动汽车的电池能源模块存在的瓶颈,提出了一个全新的电动车用电池能源模块的构想;然后,对该动力电池能源模块的优势进行分析,指出了该模块未来应用于电动汽车上的可行性;最后,就下一步开发该模块所要做的具体工作进行了介绍.     

电力机车辅助变流系统相控电路的研究设计

本文以电力机车辅助变流系统的相控系统为研究对象,设计了相控系统的触发脉冲形成电路、触发脉冲调制电路和闭环控制电路。并对各部分电路进行了设计分析和实验测试数据,得出所设计的相控整流系统能够很好的满足电力机车对系统的运行要求。     

基于波谱能量分析的原油电脱水系统的H∞控制器

油田开采后期,采出液中含水率很高且采出液量极不稳定,这就导致原油电脱水系统频繁受到大的干扰。为了保证原油电脱水系统对这种干扰有良好的抑制能力及系统的鲁棒稳定性,基于电脱水系统在工作点附近的线性化模型,综合考虑了系统的灵敏度函数和补灵敏度函数,确定了将混合灵敏度函数最小化作为系统性能的评价标准和控制器设计准则。结合现场实际情况,采用波谱能量分析方法和频率特性覆盖方法,确定了系统的加权函数阵;根据状态空间经典H∞控制理论,求解出系统的标准H∞控制器。将控制器加入系统后,进行了大干扰条件下的仿真分析。结果表明,该控制器的各项控制参数满足工艺要求,系统运行平稳、安全,控制效果令人满意。     

电能表信息管理与通信配置检测系统设计与实现

建立了基于C/S结构的电能表基本信息和通信配置信息管理系统.采用基于动态链接库的电能表通信规约库和基于多线程的通信配置检测软件,实现了关口电能表信息的统一管理和现场通信配置检测,为电能表的管理、安装以及现场维护提供了有效的工具和手段,大大提高了关口电能表信息管理和检测的效率.     

基于道路坡度信息的插电式混合动力汽车能量管理策略

考虑道路坡度对整车驱动需求的影响,针对插电式混合动力汽车,提出基于道路坡度信息的插电式混合动力汽车能量管理策略,进行车载导航系统在整车能量管理策略中应用的初步探究。根据车载导航系统提供的道路信息,建立坡道行驶电量消耗预估模型,分别对行程中电量消耗阶段和电量维持阶段动力电池的荷电指数进行规划,提出行车预充电时刻规划准则,使车辆在坡道行驶前动力电池的荷电指数达到预定值,保证车辆在坡道行驶时不会因动力电池亏电造成动力不足或过放电有损动力电池的使用寿命,并在上坡行驶结束后动力电池的荷电指数下降到临界值,有利于充分吸收制动回收的电能。利用MATLAB/Simulink仿真平台,对提出的能量管理策略进行仿真验证。本文所提出的基于坡道预测的能量管理策略能够避免动力电池的过放电,确保车辆上坡行驶过程电量充足。