纯电动汽车复合电源控制策略研究

针对蓄电池单独作为汽车电源不能满足纯电动汽车短时间功率的需求问题,可采用超级电容与双向DC/DC串联再与蓄电池并联的复合电源来满足汽车功率的需求。利用模糊控制工具箱设计对于复合电源功率分配的模糊控制器,搭建整车复合电源控制策略模块,应用Cruise软件快速完成整车模型的搭建,将控制策略添加到整车模型中。仿真结果表明,纯电动汽车复合电源控制策略能够有效地分配蓄电池和超级电容的功率,从而使超级电容充分发挥"削峰填谷"的作用。     

纯电动汽车复合电源系统的建模与仿真

以蓄电池和超级电容构成的纯电动汽车复合电源系统为研究目标,利用汽车专用仿真软件ADVISOR2002对其进行二次开发,搭建了复合电源二次开发的仿真模型,并与原车的单一蓄电池系统进行了对比。结果表明,此复合电源系统的二次开发是可行的,基于模糊控制策略的复合电源系统能够有效地分配蓄电池和超级电容之间的功率,比单一电源车辆的续驶里程及整车的动力性能明显提高。     

纯电动汽车复合电源再生制动控制策略研究

针对纯电动汽车动力性能差和续驶里程短的问题,对复合电源和再生制动系统进行了研究,提出了纯电动汽车复合电源再生制动方法。基于以往复合电源模型,考虑到车辆速度和所需的制动力对复合电源系统的影响,建立了新型复合电源再生制动模型,并应用模糊逻辑控制策略对复合电源再生制动系统进行调控。实验结果表明,蓄电池的剩余容量(State of Charge,SOC)提升15.8%,再生制动效率提升37.4%,整个系统的效率提升16.9%,采用此控制策略的复合电源再生制动系统可以提高纯电动汽车的动力性能和续驶里程。     

纯电动汽车半桥斩波式能量回馈控制

针对纯电动汽车回馈制动时能量不能有效回收的问题,采用模糊控制策略调节PWM占空比的方式,对半桥斩波式无刷直流电机的回馈制动进行控制,以提高回馈的电流值。以玛西尔牌纯电动汽车技术参数为依据进行了仿真验证,结果表明,运用模糊控制后的半桥斩波式回馈制动,在一次制动条件下电流回馈效果显著,电池SOC值回升0.03%,为制动能量回收领域的研究提供了理论依据。     

基于ADVISOR的混合动力电动汽车再生制动控制策略的研究

针对混合动力汽车仿真软件ADVISOR中原有制动力分配策略的不足,在其再生制动模型基础上,从动力学角度建立了各制动力制动份额随载荷变化的模型,并将所提出的策略在AD-VISOR软件中对哈飞样车进行了仿真。仿真结果表明所提出的控制策略回收制动能量的效果优于原有的再生制动控制策略,排放也有所改善,电机效率明显提高,同时这种分配方式也符合制动力法规的分配要求;并通过试验进一步验证了该策略的合理性。此模型有效地拓展了ADVISOR的仿真范围,方便了对混合动力电动汽车的研究。     

一种三绕组单相电容电动机电气制动的仿真研究

对Y接法的三绕组单相电容电动机的电气制动(直流制动和交流制动)进行了初步探索,并就所提出的2种接线方式进行仿真研究.建立了Y接法三绕组单相电容电动机在静止α-β坐标系下的瞬态数学模型,编写计算机仿真程序,通过实例对电动机带通风机负载时在所提出的接线方式下的电气制动的瞬态过程进行仿真计算,给出了仿真特性曲线.对仿真结果进行了分析.仿真结果表明:Y接法三绕组单相电容电动机带通风机负载时可以进行直流制动和交流制动实现快速停车;通过改变直流电源电压的数值和电容的数值可以调节制动停车的时间;从节能的角度上看,直流制动有明显的优越性;直流制动可以实现准确停车.     

一种微电网分布式电源的下垂控制策略

针对微电网中多个分布式电源之间的复杂协调控制问题,提出了一种微电网分布式电源的下垂控制策略,可实现微电网增切负载、微电网运行模式切换时对分布式电源电压和频率的平滑控制.该方法依据下垂控制原理,研究了P-f和Q-U下垂特性,设计了基于输出滤波器、功率控制器、电压电流双环控制器的下垂控制器,建立了下垂控制器的仿真模型及对等控制策略下的微电网仿真模型.通过Matlab/Simulink仿真结果,分析了微电网在孤岛、并网及运行模式切换时各分布式电源的频率、电压和功率的变化规律,验证了下垂控制策略的正确性和可行性.     

电容双向充电的新型混合直流断路器研究

针对直流电网电流中断问题,提出了一种电容双向充电的新型混合直流断路器拓扑结构,实现了机械开关快速无弧分断及电容器储能重复使用。在深入分析断路器工作过程的基础上,提出了基于故障电流瞬时值和变化率的控制策略,缩短故障电流导通时间,提高了断路器的分断速度。通过对断路器合闸操作、故障分闸操作和电容器充电操作过程的仿真与分析,验证了所提断路器的可行性和实用性。     

基于单周控制的三相三线制有源电力滤波器

设计了一种单周控制的三相三线制有源电力滤波器,该滤波器工作时无需检测三相负载电流和三相输入电压,无需进行繁琐的参考电流、无功电流和谐波电流计算;只需检测两相电源电流和直流侧电容电压,通过简单计算就可直接求出每个开关周期内各开关的占空比.给出了该滤波器的控制方程,并对其进行了仿真研究,仿真结果表明新设计的滤波器能有效补偿谐波和无功电流,抑制负载不对称。     

PbO_2+WO_3·H_2O复合电极材料在混合超级电容器中的赝电容性能研究

为提高混合超级电容器正极Pb O2的赝电容性能,采用温和水相沉淀法制备了纳米WO3·H2O粒子,通过复合共沉积法将WO3·H2O嵌入Pb O2镀层中,制备了Pb O2+WO3·H2O复合电极材料。采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)等分析方法对复合电极材料的组成、结构和形貌进行了表征。通过循环伏安扫描(CV)和充放电等电化学测试,对复合电极材料在超级电容器中的赝电容性能进行了研究。结果表明,该复合电极材料由β-Pb O2和WO3·H2O组成;随着WO3·H2O含量的增加,复合材料的比表面积和孔隙率随之增加;其比电容值可达到320 F·g-1,表现出了良好的赝电容性能。     

蓄电池组退出运行的方法研究

蓄电池是变电站、发电厂直流系统中非常关键的组成部分,蓄电池在发生紧急断电的情况下为断路器、继电保护装置提供后备电源。为延长蓄电池的寿命,需定期对其进行充放电实验,在实验中如何判断退出蓄电池组是关键操作步骤,误操作可能会导致电网大面积停电。本文在对传统判断方法进行分析的基础上提出了直流卡钳表判断法,经过现场试验取得了良好效果。     

一种大功率变流器的数学模型及性能分析

介绍了一种由2个三电平变流器和一个三绕组变压器构成的大功率变流器;建立了它基于开关函数的数学模型;对它的电压和电流进行了仿真分析.仿真结果表明在工频方波调制方式下,通过合理选择电感和电容值可以获得谐波含量较小的电压和电流波形,因而可用低频大功率开关器件如GTO构成对电网谐波污染小的高压大容量变流装置.它可用于变频器、有源电力滤波器、UPS电源、无功补偿装置(STATCOM)等,因此所建数学模型及分析方法在类似结构的电力电子系统的理论分析与仿真研究中具有一定的应用价值.     

基于SMC的无刷直流电机的矢量控制

传统的无刷直流电机(Brushless DC Motor,BLDCM)的控制方式通常采用转速PI控制,转速电流PI控制等控制策略,这类控制方法简单,但同时也存在一些转速误差较大,转矩抖动明显等问题.为解决这些问题,采用矢量控制策略,并提出积分滑模算法(Sliding Mode Control,SMC)代替电流q轴分量PI调节算法.通过搭建该调速系统仿真模型及实验分析,与传统PI控制算法相比,该系统转速跟踪误差小,转矩抖动明显减小,系统动态响应快,鲁棒性强.     

电动汽车直流电机再生制动控制方式

电动汽车再生制动能够减轻汽车常规制动的损耗,延长其使用寿命。可以避免长期制动,导致制动器因温度升高而造成制动效能的恒定性下降,提高汽车行驶的安全性。回收的能量能够提高汽车的续驶里程,电动汽车再生制动从经济、环保、节能等方面来说都有一定的意义,本文简明扼要介绍电动汽车直流电机再生制动的控制方式,分析了再生制动控制参与的条件,让初学者对再生制动有初步的了解。     

无刷直流电机转矩波动的新型控制策略研究

在介绍无刷直流电机的优点及其应用领域的基础上,建立了电机的基本数学模型,并且阐述了其电磁转矩波动对电机运行中性能的影响,重点从理想反电动势无刷直流电机和非理想反电动势无刷直流电机两种情况下分析电磁转矩波动的因素,并采用相对的控制策略来控制电磁转矩波动;提前角开通换相法与电流控制相结合的控制策略,最后,利用MATLAB仿真软件组建了无刷直流电机的仿真模型,仿真实验结果验证了所提出的转矩波动控制策略的合理性和正确性。     

基于微网并联逆变器改进的下垂控制策略研究

针对孤岛运行的微电网在传统下垂控制策略中加入虚拟阻抗后存在负荷功率分配不均、系统频率和母线电压下降的问题，该文提出了一种在此基础上增加一级控制的二级控制策略，即将添加虚拟阻抗的下垂控制作为第一级控制，增加无功分配算法以及电压和频率的二次调节作为第二级控制，以提高系统的无功功率分配精度；同时可进一步对微电网系统的频率和母线电压进行有效调控通过搭建Matlab/Simulink仿真模型并进行仿真分析，对该控制策略的可行性进行了验证     

胶体蓄电池的研制(Ⅰ)——胶体电解液电性能的影响

用循环伏安法研究了胶体电解液对PbO_2和Pb电极放电性能的影响。结果表明PbO_2电极阴极还原机理为:PbO_2→PbO·PbSO_4·H_2O→PbSO_4;硅酸胶体对铅酸蓄电池正、负极充放电的电化学反应无影响,对蓄电池的放电容量和电流等有影响。加入添加剂后,可使电池的电动势和电流接近或超过纯硫酸蓄电池。探讨了硅酸钠含量,添加剂和温度对胶体触变性能与胶化时间的影响。     

基于相关性分析的个性化实验项目自动生成系统

针对开关电源实验项目单一，教学效果不佳等问题，提出了一种基于相关性分析的电源个性化实验项目自动生成方法依据电源管理复杂工程问题的特征点，在充分研究电源管理实验套件（PMLK）中每个实验的基础上，挖掘出电源中各因素之间的相互约束关系；使用仿真数据构建了电源管理中各因素之间的相关性系数表；运用贝叶斯网络，依据前期作品可观察数据进行认知诊断，找出知识或能力的弱项；最后，基于相关性系数表使用Java语言开发了一个电力电子电源实验项目自动生成系统，以“负载电流对效率的影响分析及优化设计”为例，结合题目设计电源并实验测试，通过分析实验结果验证了项目的适用性     

基于模糊控制理论的燃料电池汽车能量管理策略研究

首先针对采用燃料电池与蓄电池为能量源的燃料电池汽车,梳理了燃料电池及蓄电池的建模机理;之后基于T-S模糊模型设计了模糊逻辑控制器,并在MATLAB/Simulink软件平台上搭建了该控制器的仿真模型;最后借助ADVISOR仿真软件对所设计的控制器进行了验证。仿真结果表明:所设计的模糊逻辑控制器能合理地进行双能源的功率分配,符合设计预期。     

电沉积法制备超级电容器电极材料纳米MnO_2

采用恒电流、恒电位及循环伏安三种电沉积方法在石墨上从pH为5.7,浓度为0.16 mol/L MnSO_4水溶液中分别制备了具有纳米结构的超级电容器活性电极材料MnO_2.用扫描电镜测试了其结晶形貌,用电化学研究了其在不同浓度的Na_2SO_4溶液中的电容特性,计算了它们的比电容,并对测试结果进行了比较和分析.结果表明:MnO_2的形貌及性能与沉积方法有关,所合成的MnO_2的粒径大约50 nm;用恒电流沉积法制备的样品,在0.3 mol/L的Na_2SO_4溶液中比电容最高,可达306.75 F/g.