电动汽车铅酸电池的进展

动力电池是电动汽车的关键技术之一。1881年特鲁夫(Gustave Trouve)制造出世界上第一辆电动三轮车时,使用的是铅酸电池。目前,仍有不少混合动力汽车和纯电动汽车采用新一代铅酸电池。     

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.     

电动汽车用动力电池组SOC的神经网络估计

针对电动汽车用动力电池组的SOC受充放电率、放电历程和温度等因素的影响,传统方法很难建立准确的数学模型,对电池组SOC进行研究,在对动力电池组进行不同工况充放电试验的基础上。建立了电池组的神经网络仿真模型。并分别采用电流输入,电压和电压梯度输入进行了仿真,实现了对电池组SOC的估计。与实验结果对比,仿真结果与实验基本吻合,验证了该方法的正确性。     

Identification of dynamic model parameters for lithium-ion batteries used in hybrid electric vehicles

An electrical equivalent circuit model for lithium-ion batteries used for hybrid electric vehicles (HEV) is presented. The model has two RC networks characterizing battery activation and concentration polarization process. The parameters of the model are identified using combined experimental and extended Kalman filter (EKF) recursive methods. The open-circuit voltage and ohmic resistance of the battery are directly measured and calculated from experimental measurements, respectively. The rest of the coupled dynamic parameters, i.e. the RC network parameters, are estimated using the EKF method. Experimental and simulation results are presented to demonstrate the efficacy of the proposed circuit model and parameter identification techniques for simulating battery dynamics.     

基于电池交换的电动汽车充电设施规划方法研究

电动汽车存在充电时间长、行驶距离有限的问题。针对电池交换的充电方式,研究了电动汽车电池交换站及电池配置问题。利用生灭过程理论描述了交通走廊沿线电池交换站的电池交换及其充电过程,建立了换电站运作的随机模型;进而以电动汽车换电成功概率等为约束,建立了以建设成本最小化为目标的充电设施规划模型,并基于拉格朗日方法提出了模型求解算法。研究结果表明,所建立的模型不仅能够计算换电成功概率,还能分析换电成功概率、充电技术进步的影响,实现了满足电动汽车换电成功概率的约束条件下的建设成本最小化的交换站及电池配置。     

电动汽车动力电池产业的发展

 动力电池作为电动汽车的核心关键零部件,其技术水平及产业发展对电动汽车的规模化应用意义重大。在研发方面,美国、日本、德国、韩国及中国分别制定了动力电池的国家发展规划,提出了动力电池技术的研发方向和相关指标;在产业方面,锂离子动力电池作为主流技术产品主要应用于纯电驱动汽车(包括纯电动汽车及插电式混合动力汽车)领域,中、日、韩3国电池企业是锂离子动力电池的主要供应商和竞争者,产品涉及不同的材料体系、不同的容量及不同的工艺路线,能量密度范围为89~245 (W·h)/kg,并形成一定的产业规模;在产业未来发展趋势方面,提出了锂离子动力电池预期实现产业化的材料体系及电池单体的相关技术指标,指出了动力电池产业面临的问题,表明在装备、材料、系统集成以及评价方面需要进一步加强。     

基于温变双极化模型的锂离子电池荷电状态估计

电池荷电状态（SOC）的准确估计对延长电池使用寿命、提高电池利用率和保障电池安全性具有重要意义。在不同环境温度下进行了锂离子电池的基本性能试验和动态工况试验,建立了温变双极化等效电路模型。基于该模型,采用H无穷滤波算法代替传统的扩展卡尔曼滤波算法,在无需假设过程噪声和测量噪声均服从高斯分布的前提下,实现了SOC的精确估计。在考虑温变和电池模型存在误差的条件下进行验证,不同温度条件下的SOC估计最大误差保持在±0.03范围内,证明了所提出的SOC估计算法具有较高的温度适应性和鲁棒性。     

一种估计混合动力用Ni-MH电池单体SOC的方法

搭建了混合动力汽车动力电池的性能实验平台,针对车辆实际行驶工况,在不同环境温度下对动力电池进行了相关充放电实验。利用实验系统采集到的动力电池电压与电流,采用自校正模糊神经网络控制算法对常温25℃下的动力电池荷电状态(State of Charge,SOC)进行计算,并与Arbin动力电池测试设备计算出的动力电池荷电状态进行了比较。理论分析和实验结果表明,采用自校正模糊神经网络控制算法计算出的电池SOC满足混合动力汽车电池SOC所需的精度要求。     

纯电动汽车磷酸铁锂电池组放电效率模型

以320V/100A·h磷酸铁锂动力电池组为研究对象,在电动汽车动力电池性能测试试验台上对电池组容量效率、开路电压及电压性效率等特性参数进行了测试.采用二次多项式构建了电池组放电效率模型,描述放电效率与电流及电池荷电状态之间的关系.利用实车测试的电池组放电电流对建立的模型进行了验证,模型的放电效率计算值与实测值的最大相对误差为0.8%,建立的模型是有效的.     

Experimental study on heat generation and dissipation performance of PEV Lithium-ion battery

Based on the lithium-ion battery pure electric vehicle (PEV) application, two capacity types of batteries are applied in thermal characteristic experiments. With the experimental comparison method, battery thermal characteristics and heat generation mechanism are studied. Experiments of batteries in cases of different dimensions, batteries with different air cooling velocity and two capacity types of batteries in free convection environment are put forward. Battery heat generation performance, heat dissipation performance and comparison of different capacity types' batteries are researched and summarized. Conclusions of battery heat generation and dissipation in PEV applications, important battery thermal management factors and suggestions are put forward.     

适用于光发射机设计的实用VCSEL小信号等效电路模型

提出了一个适用于发射机中驱动电路设计的具有较高计算效率、能准确反映不同频率时与驱动电路互作用的VCSEL等效电路模型．用曲线拟合的方法结合惠普网络分析仪测得的VCSEL反射参数S11，准确地得到了等效电路模型的各个参数值，并将此等效电路模型应用到设计驱动电路的模拟中，在标准EDAN；境SPICE中对驱动电路和模型进行了协同模拟，与过于简化的VCSEL模型进行了对比，通过设计驱动电路芯片证明了此模型的有效性。     

HEV再生制动时电池快速充电模糊控制策略

为了提高混合动力汽车(HEV)再生制动时蓄电池的充电效率,保证蓄电池的使用安全,在分析蓄电池充电过程热交换模型的基础上,建立了电池开路电压-内阻模型与充电效率间的数学关系.然后,基于马斯定律,设计了适用于HEV再生制动时电池快速充电模糊控制算法.在Mat1ab环境下搭建了闭环控制系统仿真模型,通过建模与仿真计算出HEV在不同控制策略下的电能回收率.结果表明在相同制动情况下,设计的快速充电模糊控制策略与限流充电控制策略相比,电能回收率增加了8.41％.     

货车整车质量辨识方法研究

针对货车整车质量辨识问题,分别对基于车辆纵向动力学和基于运动学的两种整车质量辨别方法进行仿真和实车试验研究。阐述了两种整车质量辨识方法的原理,在TruckSim软件平台上建立车辆模型并在多种工况下基于这两种方法进行仿真分析。根据仿真结果进行实车试验,提出了一种车速冗余计算和加速度计算的方法,利用带时变遗忘因子的递推最小二乘法（RLS）对实车质量进行估计。研究结果表明,所提出的车速冗余计算方法和加速度计算方法准确有效,同时减少换挡次数能够显著提高辨识算法的收敛速度。相比于运动学整车质量辨识算法,基于车辆纵向动力学整车质量辨识算法能够有效地估计货车整车质量,鲁棒性好,估计准确,收敛速度快,具有很好的工程应用价值。     

Energy management strategy for hybrid electric vehicle based on system efficiency and battery life optimization

A novel method to calculate fuel-electric conversion factor for full hybrid electric vehicle（HEV）equipped with continuously variable transmission（CVT）is proposed.Based on consideration of the efficiency of pivotal components,electric motor,system efficiency optimization models are developed.According to the target of instantaneous optimization of system efficiency,operating ranges of each mode of power-train are determined,and the corresponding energy management strategies are established.The simulation results demonstrate that the energy management strategy proposed can substantially improve the vehicle fuel economy,and keep battery state of charge（SOC）change in a reasonable variation range.     

基于交通信号灯信息的混合动力汽车节能预测控制方法

针对传统混合动力汽车控制方法不考虑已知道路交通信号灯信息对车辆能量管理影响的问题,提出了基于交通信号灯信息的混合动力汽车节能预测控制智能优化策略。通过建立混合动力汽车系统的简化模型,并采用连续广义最小残量方法求解模型预测控制问题。运用MATLAB/Simulink进行仿真,仿真结果验证了交通信号灯信息模型的有效性,以及所设计的模型预测控制算法大幅度提高混合动力汽车的燃油经济性的能力和实时控制性能。研究结果表明所提出的控制策略可以实现车辆行驶轨迹的优化控制,显著提高了车辆的燃油经济性,并满足系统的实时最优控制要求。     

电力活塞式电动机混合驱动系统性能分析

针对电动汽车电动化底盘电力活塞式电动机电磁驱动系统存在的电磁力对电流大小过度依赖的问题,提出一种采用永磁电磁混合方式构成电力活塞式电动机混合驱动系统驱动活塞做功的方案,设计了电磁永磁混合驱动系统结构。基于磁路分析法建立了传统电磁驱动系统和电磁永磁混合驱动系统的等效磁路模型,并建立了两种驱动系统的仿真模型,在同等条件下对两种驱动系统进行了研究分析,结果表明:同等条件下,电磁永磁混合驱动系统产生的电磁力是传统电磁驱动系统的17.3倍;在同等工作要求下,电磁永磁混合驱动系统的电流消耗为传统电磁驱动系统的25.2%,有效降低了电动汽车电动化底盘电磁永磁混合驱动系统的能耗,验证了所提方案的可行性和有效性。     

等效电路法在双调谐射频线圈设计中的应用

为了解决磁共振成像系统中双调谐射频线圈的设计问题,提出了一个通用等效电路模型。通过考虑线圈各导体间的互感,对各回路电流建立完整的电路方程并求解相应的特征值问题,从而获得线圈完全的谐振模式。仿真分析和实验结果表明:在130MH z以下的频率范围内等效电路法和矩量法分析结果的偏离程度小于11%。在1.5T磁共振成像系统的双调谐四端环鸟笼线圈的设计中,仿真和实验结果的偏差小于2%,即等效电路法可以高效地获得足够近似的分析结果。     

基于虚拟仪器的电池管理系统检测平台设计

文章针对当前国内电池管理系统检测平台功能不全,自动化程度低,并且不能应用于复杂工况模式下的BMS检测等问题,设计了一款基于虚拟仪器的BMS检测平台,用于检测混合动力汽车用BMS。首先分析混合动力汽车用锂电池及BMS的典型工况特点,并收集工况数据,作为检测平台的输出,重点验证了检测平台输出信号的准确性、BMS检测延时测量以及SOC估计测量功能。结果表明,检测平台输出精度高,能够测量复杂工况下BMS检测实时性及SOC估计等功能。     

综合集成研讨厅模型分析

以基于网络服务的思想,构建了综合集成研讨厅模型,将专家体系、机器体系、知识体系都以服务的形式加以封装,是对传统研讨模型厅的一种扩展.研究了该研讨厅模型各要素之间的协调运作机制,采用语义网络建立了各要素相互沟通的桥梁,并引入了逻辑推理能力,使得各个参与研讨的角色能够使用语义网络来印证自己观点,最终形成研讨共识.以格拉管线泄漏诊断问题为背景,给出了该研讨厅模型的实现实例.     

基于递阶监督的一类多模型自适应控制

针对包含多个子系统的复杂系统,在控制中若使整个系统及子系统的性能最优,常规的控制方法难以实现.在采用一类多模型方案后,提出一种递阶智能监督控制策略,利用模糊神经网络、模糊决策构成了递阶控制的组织级和协调级.经过对混合动力汽车(HEV)的多能源动力总成控制系统进行的仿真研究,表明了该方法的有效性.