HEV再生制动时NiMH电池快速充电策略与仿真

基于镍氢电池性能实验结果,分析了轻度HEV用镍氢电池在不同SOC情况下不同充电电流的最高温度、温差变化趋势.结合混合动力汽车镍氢电池实际工作情况和电池快速充电理论,基于马斯定律提出了适合混合动力汽车再生制动的镍氢电池恒流分阶段充电控制策略,并进行了HEV镍氢电池快速充电过程的建模与仿真.通过对比该快速充电策略、保护电压恒流充电策略和40 A恒流充电策略下的仿真结果,验证了所提出的电池分阶段恒流充电控制策略的正确性和可行性.     

中度混合动力汽车匀速下坡再生制动策略优化

分析混合动力汽车匀速下坡再生制动过程;基于蓄电池充电效率模型、蓄电池温升模型及发电机效率模型,分别以混合动力汽车瞬时再生制动能量回收量最大和总制动能量回收量最大为优化目标,提出了瞬时再生制动优化控制策略和全局优化控制策略;分析了蓄电池温度对混合动力汽车再生制动能量回收效率的影响,计算了汽车在不同坡度和坡长的路况上再生制动能量回收效率,结果表明:全局优化控制策略优于瞬时优化控制策略,且坡度愈大或坡长愈长时,采用全局优化控制策略提高再生制动能量回收效率的效果愈显著.     

中度混合动力汽车匀速下坡再生制动策略优化

分析混合动力汽车匀速下坡再生制动过程;基于蓄电池充电效率模型、蓄电池温升模型及发电机效率模型,分别以混合动力汽车瞬时再生制动能量回收量最大和总制动能量回收量最大为优化目标,提出了瞬时再生制动优化控制策略和全局优化控制策略;分析了蓄电池温度对混合动力汽车再生制动能量回收效率的影响,计算了汽车在不同坡度和坡长的路况上再生制动能量回收效率,结果表明：全局优化控制策略优于瞬时优化控制策略,且坡度愈大或坡长愈长时,采用全局优化控制策略提高再生制动能量回收效率的效果愈显著。     

混合动力客车并行式再生制动策略优化及仿真

针对国内某大型客车公司的ISG(起动/发电一体机)单轴并联双离合器混合动力客车的并行式再生制动系统,以充电系统(电机和电池)的充电效率为最优化目标设计一套再生制动控制策略,调整原车的摩擦制动配比并利用自适应模糊PID算法优化再生制动力参与后的前后轮制动力配比,使之接近理想曲线Ⅰ以获取最大的地面附着利用率.通过Simulink和Cruise的联合仿真模型对策略进行模型仿真,并使用DSPACE公司的Autobox系统与客车搭建成RCP快速原型在环仿真平台.研究结果表明:优化的再生制动策略在该混合动力客车上的使用优化了客车的制动效果,并取得了30％左右的制动能回收率.     

纯电动汽车回馈制动的模糊算法

为改善电动汽车的再生制动能量回收率,设计了一种以驾驶员制动、车速、电池荷电状态(SOC)和电池组温度为输入参数,以再生制动力为输出的Sugeno型模糊算法控制器。通过改进ADVISOR中VEH_SMCAR车模型的原有制动力分配规则,电池SOC、电池电流和电机转矩得到提高。仿真结果表明:改进的模糊控制算法和制动力分配规则合理可行,在保证车辆良好制动性能的前提下,可以降低电池在一个CYC_UDDS循环工况下的耗电量,提高能量利用率,有效延长电动汽车一次充电续驶里程。该研究为纯电动汽车再生制动控制策略的制定提供了参考。     

模糊逻辑在新能源汽车能量控制中的应用

针对目前混合动力电动汽车(HEV,Hybrid Electric Vehicle)的能量控制问题,利用ADVISOR和MATLAB建立发动机、电机、电池等部件的数学模型,设计了一种以模糊控制理论为基础的HEV模糊逻辑控制策略,该策略是根据模糊逻辑控制原理,以电池的充电状态(SOC,State Of Charge)值和驾驶员需求功率为模糊输入来确定发动机的实际输出转矩,从而实现驱动能的合理分配,最终达到减小发动机燃油消耗并保证电池SOC平衡的目的.最后,在MATLAB中对模糊逻辑控制策略建模,并将建立的控制策略模型嵌入到ADVISOR汽车模拟仿真软件中进行仿真试验.通过与电辅助式控制策略的仿真对比,结果表明,模糊逻辑控制策略能够更好地提高燃油经济性,同时兼顾电池SOC平衡.     

基于模糊控制的纯电动汽车再生制动策略

为了保证纯电动汽车在减速或制动时获得最大的制动能量回收效率,同时保证车辆行驶的安全,以前驱型电动汽车为研究对象,通过应用模糊控制理论,提出了以制动强度z、电池的荷电状态(SOC)、制动意图的识别K为输入,制动能量回馈比a为输出的模糊控制策略;并建立再生制动模型,将此模型嵌入到ADVISOR的整车模型中,在ADVISOR软件中的城市道路循环(urban dynamometer driving dchedule,UDDS)工况下进行仿真。研究结果表明,在频繁制动的UDDS工况下,制动能量回收率比ADVISOR整车控制策略时的回收率提高了6. 55%,同时又可延长纯电动汽车的续航里程。     

基于系统效率最优的CVT电动汽车再生制动策略

在考虑再生制动安全性和稳定性的情况下,以能量回收最大化为目标提出了一种并联再生制动控制策略.然后根据实验获取的电池、电机和无级变速器效率特性,基于传动系统效率最优的原则,优化得到再生制动过程中电机转速和无级变速器速比的最佳控制规律,并搭建整车仿真模型且在NEDC循环工况进行仿真分析.仿真结果表明,相比于常用的电机效率最优控制策略,本研究提出的控制策略能够充分利用动力部件的效率特性,进一步提高了能量回收率.     

滑行工况下混合动力系统的再生制动

研究了并联式混合动力系统的电机模拟发动机倒拖再生制动.当整车处于滑行工况时,离合器断开,处在发电模式的电机提供负转矩来模拟发动机倒拖转矩对蓄电池充电,从而回收原本由发动机倒拖制动消耗的整车滑行能量.考虑电机发电效率和蓄电池充电效率,提出以进入蓄电池的实际电能最大化为目标的电机转矩优化控制算法,并确定了电机最优化转矩和机械式自动变速箱最优化档位控制规律.仿真结果表明:运用电机转矩优化控制算法的电机模拟发动机倒拖再生制动,蓄电池电荷状态(SOC)的增幅明显提高.     

电动汽车制动能量回收系统设计

针对采用增加蓄电池容量解决电动汽车续驶距离短困难的现状,提出采用再生制动的方法实现机械能向电能的高效转化.建立了制动系统的数学模型,阐述了再生制动能量回收系统的控制策略,设计了制动能量回收控制器,并利用Proteus软件进行了仿真.仿真结果表明该模型可以简便、有效地实现电动汽车的电气回馈制动,提高电动汽车的能量利用率.     

四轮驱动混合动力汽车能量管理策略仿真

通过仿真对四轮驱动混合动力汽车的能量控制策略进行分析研究，提出以扭矩作为控制策略中的主要控制变量，并根据发动机万有特性、汽车车速、电池稳态特性等因素，将整车扭矩需求合理地分配给内燃机和电机．根据车辆的动力需求，确立了动力系统各元件的匹配参数，并使用Matlab／Simulink仿真软件建立前向式混合动力车模型进行离线仿真计算．仿真结果表明，此能量管理策略可以进行合理的动力分配，并达到一定的动力系统效率．     

基于速度预测与自适应差分进化算法的混合动力汽车能量管理策略

为提高单行星排构型的混合动力汽车（hybrid electric vehicle, HEV）的燃油经济性,降低车辆燃油消耗量,提出了一种基于门控循环单元神经网络（gated recurrent unit neural network, GRU-NN）速度预测模型与自适应差分进化（adaptive differential evolution, A-DE）算法的能量管理策略,在模型预测控制（model predictive control, MPC）框架下预测未来车辆的行车速度,将整个工况内的全局优化求解问题转化为在预测时域内的局部优化求解,以发动机燃油消耗量最低与行车过程电池荷电状态（state of charge, SOC）平衡为目标,利用A-DE算法实现预测域内的最优控制序列求解。仿真结果表明,在实车采集的道路工况下,基于GRU-NN与A-DE算法的能量管理策略相较于ECMS燃油消耗量减少了4.55%,相较于动态规划燃油经济性达到了93.04%。     

基于模糊逻辑的电动汽车制动力分配及能量回收控制策略研究

针对前轮驱动的电动汽车提出了一种基于模糊逻辑的制动力分配及能量回收控制策略。同时考虑了制动踏板行程、车速（电机转速）、电池荷电状态等对电动汽车制动力分配的影响,使动力分配更加合理,从而有效地回收制动能量,提高能量利用率。仿真结果表明了该控制策略的有效性和优越性。     

机电式飞轮车辆能量管理策略

为了有效提高车辆的动力性和经济性,针对电动车辆大功率加速工作电池负荷大,制动能量回收效率低的问题,本文提出了加装机电式飞轮系统的车辆。通过研究机电式飞轮系统在制动能量回收时功率分流和驱动汽车时扭矩耦合的工作原理,使用针对该系统工作特点的模糊控制策略,根据机电式飞轮系统高效率的优点,制定了使该系统回收、释放能量的逻辑策略;结合CRUISE搭建整车模型,MATLAB-Simulink设计整车模糊控制策略,并将CRUISE与MATLAB-Simulink通过Interface建立联合仿真平台进行仿真分析。结果表明,首先,搭载机电式飞轮系统的车辆精确地完成驾驶员的驾驶要求;其次,飞轮及控制电机的工作状态符合其工作原理;最后,搭载了机电式飞轮系统的四驱车辆相比较普通的四驱车辆,其NEDC工况电能消耗量下降了10.26%。     

电动公交车充换电站运营体系的动态建模

基于城市建设、充换电站规模、物流系统等多种元素,构建了适用性广泛的电动公交车充换电体系模型.根据公交车的运行特点,实现对电动公交车电池自动更换系统的模拟,建立了电动公交车充换电站的工作模型.针对换电站的电池实时需求,模拟了电池物流系统数据,进而模拟集中充电站的电池充电负荷曲线,分析集中充电站的充电行为和控制措施对电网负荷的影响.算例表明,该模型能够很好地反映一定区域内电动公交车充换电站的承载能力和运营效果,以及对电网负荷的影响.     

The Simulation Study of HEV Under Electric Assist Control Strategy （EACS）

Hybrid Electric Vehicle (HEV) becomes a popular research project all over the world because of its high efficiency and low emissions. HEV is driven by Internal Combustion (IC) engine and electric motor,and its powertrain is more complex than conventional vehicle. Therefore, the complexity of a HEV power-train demands a rehable control strategy be developed to guarantee stable and consistent operation. In this paper, EACS is proposed which takes IC engine as a main power unit and the electric motor as an assis-tant one. Because the fuel consumption of HEV mainly depends on IC engine, EACS restricts the IC en-gine to operate under the condition with favorable fuel economy. In the paper several control parameters are described such as the maximum torque, the lowest and highest desired battery state of charge (SOC),whose values will affect the performance of HEV remarkably. In addition, the test models of power units for HEV, mathematical models of transmission and vehicle dynamics for HEV are estabhshed. A forward-facing simulation software (i.e. driver-to-wheel) based on MATLAB/Simulink is developed to test the performance of EACS and determine the proper value of the control parameters. The simulation results and conclusion are also shown in the paper.     

功率分流式混合动力汽车复合电源系统设计

为解决功率分流式混合动力汽车单一蓄电池功率密度小、循环寿命短等问题,引入超级电容-蓄电池复合电源系统,利用AVL-Cruise/Simulink联合仿真平台搭建了功率分流式混合动力汽车的动力系统模型,在基于发动机最优工作曲线的能量管理控制策略中加入了复合电源功率分配策略,该功率分配策略能够缓冲起停发动机、制动工况下的电机工作时的大电流对电池的冲击,使电池尽可能工作在高效率区间来提高车辆的燃油经济性.在此基础上,对蓄电池组和超级电容进行了参数匹配,仿真结果表明蓄电池的放电过程得到了优化,所设计的复合电源系统能够提高车辆的燃油经济性.      

基于MSP430单片机的交流充电桩设计

电动汽车充电桩是一种专为电动汽车动力电池充电的设备。文章介绍了充电桩控制系统组成单元的硬件和软件设计,包括微处理器单元电路的设计、控制系统主程序的设计、人机交互单元的界面软件设计、电能计量单元的接口设计和程序设计。该设计采用MSP430单片机进行控制,采用充电卡刷卡付费,结构简单造价低,可用于电动汽车的慢充动力电池方式,充电桩人机交互接口可显示充电量、费用、充电时间等数据。