多因素影响下的纯电动汽车电耗算法优化

针对纯电动汽车的电耗预测问题,提出一种考虑环境温度、电池状态和车速等多因素影响的电耗计算模型.首先,基于自主研发的数据采集装置,采集不同城市的纯电动汽车长期行驶数据,作为模型构建的基础;其次,考虑纯电动汽车实际行驶过程中的温度、电池和车速等因素,结合《中国汽车行驶工况》(CATC-LT)道路行驶标准,提出纯电动汽车行驶百公里的电耗模型;最后,对实际复杂环境中的百公里电耗进行优化.结果表明,在多因素影响的行驶环境中,均方根误差在0.83~4.92区间,平均均方根误差为2.00,比传统算法的均方根误差减少了77.1%.     

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.     

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。     

基于电池循环寿命的纯电动汽车续驶里程估算

为了提高纯电动汽车的续驶里程估算精度,降低因电动汽车续驶里程估计不准确而出现的"里程焦虑",提出一种基于电池循环寿命的纯电动汽车续驶里程估算方法。首先,以纯电动汽车的整体性能分析为基础,将汽车续驶里程估算中电池循环使用时长问题,通过卡尔曼滤波算法转化为代价函数逼近最小值问题,确定电池循环使用寿命。其次,通过计算电池组剩余能量和已行驶里程,计算出纯电动汽车单位里程能耗;最后,计算出纯电动汽车循环工况续驶里程。实验结果表明,采用该方法对纯电动汽车续驶里程进行估算准确性较高,估算误差最低为2. 5%,提高了对纯电动汽车续驶里程的估算精度。     

ISG混合动力系统匹配选型与仿真设计

混合动力汽车是传统燃油车和纯电动车结合的产物,它既具有传统汽车动力性好、续航里程高的优势,又具有纯电动车节省能源、排放低的特点。通过发动机和电机同轴并联的方式进行动力混合,并根据该结构特点对车辆进行参数匹配设计,进而选取合适的发动机、ISG电机组以及电池等部件;根据需要制定合适的控制策略,并基于MATLAB软件平台建立整车性能仿真模型。仿真结果表明,该车型的各项指标均满足目标要求。     

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。     

基于城市干道的纯电动汽车多目标优化

纯电动汽车技术逐渐成熟,在城市工况中行驶也不断增加。为提高纯电动汽车在城市工况下的运行效率。研究某纯电动汽车在城市双向四车道交叉口场景下四种运行轨迹的安全、节能、舒适多目标问题,建立纯电动汽车安全、节能、和舒适多目标数学模型,并结合Advisor2002中的美国城市驱动工况(CYC_UDDS)仿真验证整车性能参数的影响,利用含有精英策略的NSGA-Ⅱ算法对车速、加速度、总加权加速度均方根值等约束条件下进行优化,得到最优解。结果表明,该多目标函数很好兼顾了纯电动汽车安全、节能、舒适性,提出了纯电动汽车在双向四车道交叉口下的最优运行轨迹和最佳道路宽度,为纯电动汽车检测提供了一种依据。     

复合电源电动汽车动力系统建模与仿真

由于蓄电池的功率密度低、能量密度低,以蓄电池作为单一电源的纯电动汽车,动力性和续驶里程因此受到极大的限制.本文将超级电容引入到电动汽车的储能系统中,构建超级电容一蓄电池复合电源系统,利用超级电容高功率密度特性弥补蓄电池的不足.分析了在典型工况下的车辆需求功率对应的电流变化曲线,并根据储能系统的状态划分为单独驱动、共同驱动、预充电和再生制动共四种工作模式,在MATLAB/Simulink环境下建立了纯电动汽车动力系统的仿真模型,包括蓄电池模块、超级电容模块、功率分配模块和驱动模块,根据市区循环工况进行了仿真测试,结果表明采用超级电容一蓄电池储能系统能发挥其高能量密度和高功率密度特性,从而提高车辆的动力性能,使能量利用率提高了近17％.     

电动汽车振动信号混沌特性

为研究电动汽车的混沌动力学特性,对某款电动汽车进行了实车试验,并对试验数据进行了混沌动力学特性分析.首先,在铺路面上对电动汽车进行实车试验,测得轮心垂向、减振器上安装点垂向和电池底部中心垂向的振动加速度信号.其次,利用小波分析对信号进行降噪处理,比较了全局阈值降噪和分层阈值降噪的去噪效果,发现分层阈值降噪对信号的处理效果较好.利用降噪后的信号计算得到左前轮心垂向、左前减振器上安装点垂向和电池底部中心垂向信号的庞加莱截面和相图,并利用互信息法计算时间延迟、Cao法计算最小嵌入维,最后利用小数据量法得到最大李雅普诺夫指数.分析结果表明,汽车在铺路面上行驶时存在混沌运动.研究结果的应用,可使电动汽车在设计和分析时,能尽可能地避免系统混沌运动的产生.     

基于ADAMS／Car微型观光电动汽车典型路面平顺性仿真

基于国内以传统汽车底盘为基础进行改装设计所研制的电动汽车出现平顺性差等缺点,以唐山市电动汽车重点实验室前期研制的微型观光旅游电动汽车为基础,建立整车ADAMS／Car虚拟样机模型。使此微型电动汽车以一定车速驶过长坡形凸块路面和三角形凸块路面进行典型路面的平顺性仿真分析。在后处理模块中绘制汽车质心垂向加速度特性曲线,进而评价此车平顺性能。为今后改善电动汽车各方面性能提供一定的理论数据基础。     

基于燃油汽车改制的电动汽车试验

为了研究燃油汽车与纯电动汽车之间的异同点，探索纯电动汽车的设计方法及其相关技术，将一辆轻型客车改制为纯电动试验车。选用一种110Ah的中国产铅酸蓄电池作为动力电源，经过约700km的道路试验，电动试验车运行良好，没有出现因改制而引起的问题与故障。比较牵引力、最高车速和爬坡度等参数的试验数据及其理论计算值，纯电动汽车的实际车速低于理论车速，爬坡能力低于理论值，理论计算和试验数据基本吻合，纯电动汽车的动力性设计基本上可以沿用燃油汽车的设计方法和计算公式。     

基于CAN网络的纯电动轿车车载信息系统

为了实现纯电动轿车的电控系统协同控制与管理,研制了基于CAN(controller aero network) 网络的万向纯电动轿车的整车车载信息系统.设计了电池管理系统(BMS)、电机驱动控制系统(MCS)、电气安全检测系统(EMS)这三个专属于电动汽车的高速CAN网络节点;为了减少线束并提高整车电控化水平,车身部分也实现了基于CAN网络的分布式控制.通过信息的采集、传输和分析,给出了万向纯电动轿车的行驶电压、电流等工况性能分析结果.车载信息系统可以监控电动汽车的示范运营,并为新型电动汽车的设计提供了参考依据.     

纯电动客车超级电容储能系统研究与计算界面设计

为使纯电动客车超级电容储能系统尽可能多地储存制动过程中回收的能量,基于能量约束法提出了满足整车性能和储能要求的超级电容储能系统单体电池连接方法,并通过Matlab/GUI开发了超级电容储能系统设计界面.实车测试表明,利用此方法得到的单体电池连接方式可满足目标要求.     

插电式混合动力汽车能量管理策略发展综述

插电式混合动力汽车(plug-in hybrid electric vehicle,PHEV)的电池容量大,能够接入外部电网充电;兼具燃油动力和电动驱动系统的优点,被认为是传统燃油汽车向纯电动汽车过渡的最佳方案。能量管理系统是实现整车需求能量在发动机和电动机之间分配的关键,插电式混合动力汽车的经济性、动力性与所采用的能量管理策略密切相关。对插电式混合动力汽车能量管理策略的研究发展进行了综述,对比了各种基于规则和基于优化的能量管理策略的优缺点,分析了驾驶数据与交通信息对能量管理策略的影响及存在的问题,最后,提出了插电式混合动力汽车能量管理策略的发展方向,为今后插电式混合动力汽车的研究提供参考。     

燃料电池/蓄电池双能源电动汽车动力系统仿真

采用燃料电池/蓄电池作为电动汽车动力系统的开发与研究是国外电动汽车动力系统研究的新方向.结合对电动汽车动力系统研究进行的一些探讨,对燃料电池/蓄电池双能源电动汽车动力系统进行了建模.并采用与focus汽车同样的底盘和车身,用30 kW质子交换膜燃料电池为主动力源,以铅酸蓄电池为辅助动力源.在Advisor平台上实现了对该虚拟样车的仿真,而且以欧洲NEDC循环工况进行了仿真实验,结果表明该虚拟样车完全满足设计和性能要求.     

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。     

小型电动清扫车的研制

本清扫车是由滚刷装置、畚箕提升装置、喷水装置、两边侧刷装置所组成,适用城市次干道及乡村主次干道的清扫.利用电力驱动清扫车前行并带动清扫机构运行,完成垃圾清扫任务;同时洒水装置喷洒的水流和防尘罩可抑制扬尘等二次污染,两边侧剧还可扩大清扫范围.清扫完成后,利用提升机构使清扫机构脱离地面,减少清扫车前行的阻力,具有高效、方便等特点,且清扫车价格低廉,为环保部门提供了一种新的环保设备.     

纯电动车车用复合储能装置控制策略及参数优化

为解决目前纯电动车动力电池比功率不足的缺陷,对纯电动车的储能装置进行了研究。根据复合储能装置的特点和目的,制定了复合储能装置的工作模式,提出了基于速度与电流约束的模糊控制策略。为了进一步提高整车性能并降低蓄电池的输出电流,对复合储能装置的关键参数进行了线性优化,仿真结果表明:加装复合储能装置的纯电动车的加速时间缩短了12%,制动能量回收效率提高了39%,百公里耗电量减少了8.55%,并显著降低了蓄电池的输出电流,有效延长了蓄电池使用寿命和整车的续驶里程。     

电化学阻抗技术在高容量锂离子电池中的研究进展

The world’s energy system is changing dramatically. Li-ion battery, as a powerful and highly effective energy storage technique, is crucial to the new energy revolution for its continuously expanding application in electric vehicles and grids. Over the entire lifetime of these power batteries, it is essential to monitor their state of health not only for the predicted mileage and safety management of the running electric vehicles, but also for an “end-of-life” evaluation for their repurpose. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) has been widely used to diagnose the health state of batteries quickly and nondestructively. In this review, we have outlined the working principles of several electrochemical impedance techniques and further evaluated their application prospects to achieve the goal of nondestructive testing of battery health. EIS can scientifically and reasonably perform real-time monitoring and evaluation of electric vehicle power batteries in the future and play an important role in vehicle safety and battery gradient utilization.     

纯电动汽车整车动力电池组的匹配

为了解决纯电动汽车整车动力电池组的匹配问题,本文通过分析纯电动车整车动力系统的结构特点,对动力电池组进行充放电特性试验,在此基础上提出了采用等速法和续驶里程的设计目标值反向计算电池容量的动力电池组匹配原则. 整车动力系统仿真实验结果表明,0~40km/h的加速时间为15.6s,最高车速为80.5km/h,最大爬坡度为24.9%,续驶里程为230.5km,满足设计目标,从而验证了该方法的正确性和可行性.