一种电动汽车上超级电容性控制器的设计

提出了一种利用超级电容实现电动汽车再生制动能量回收的方法，对电动汽车再生制动中使用的储能装置——超级电容的控制系统进行了研究。介绍了一种基于CAN总线的DC—DC控制器的主回路拓扑结构及其控制策略，并详细说明了系统的软硬件设计。     

基于模糊PI控制的超级电容再生制动系统研究与分析

超级电容型再生能制动能量回收技术,吸收车辆制动时剩余能量,并反馈至牵引网络中。传统控制策略采用基于PI控制的双向DC/DC变换器,但容易造成超级电容的过充、过放情况的发生,未考虑超级电容储能状态,因此效率较低。提出一种基于模糊PI控制的双向DC/DC变换器控制策略,引入超级电容实际储能情况,提高了系统效率。     

串联式复合电源再生制动系统恒流控制

再生制动技术可以有效回收车辆制动能量，是提高电动汽车续驶里程的重要途径，超级电容具有高功率密度、高效率的特点，利用蓄电池-超级电容组成的复合电源作为电动汽车的储能装置可以改善电池工作状态，提高电池寿命及可靠性，并提高能量回收率。目前使用复合电源（蓄电池-超级电容）进行再生制动的电动汽车多采用并联形式，针对此类状况，基于无源串联复合电源结构设计其再生制动系统，其主要由电机、超级电容组、整流桥和控制器组成。在控制策略上，采用电压反馈恒定电流制动方式，基于脉冲宽度调制（PWM）控制，在制动过程中根据电动汽车车速与超级电容端电压实时调节PWM的占空比以实现目标制动电流恒定。在MATLAB/Simulink平台上建立再生制动系统仿真模型，验证所提控制策略的有效性，并利用某电动汽车对所设计系统进行滑行、制动等试验。研究结果表明：相比有源并联式复合电源，该系统不需要DC/DC转换器，结构及控制简单，该系统能够较好地实现制动能量回收，所采用的控制策略能够有效地实现恒电流制动，电制动减速度稳定，同时具有较高的能量回收率。     

电动汽车再生制动控制器的开发

提出了利用超级电容作为储能元件实现电动汽车再生制动的能量回收方案,针对TI公司生产的TMSLF24OXDSP,应用脉宽调制PWM控制技术,设计了电动汽车超级电容再生制动系统控制器.介绍了电动汽车再生制动控制器的数字信号处理器DSP及其外围电路、故障信号处理电路、输出隔离电路与滤波电路,以及用C语言编写的各工作模块.调试试验结果表明,当负载突变和充电电流突变时,模糊PID控制策略的再生制动控制器在响应快速性、鲁棒性和自适应性方面效果良好,从而验证了系统的软硬件设计能够很好地回收电动汽车再生制动能量.由于软硬件采用了模块化设计,通用性好、灵活性强,可作为开发平台,应用于多种控制器的设计.     

The Design of Hybrid Energy Storage System for Hybrid Electric Vehicles

针对动力电池在混合动力汽车中频繁大功率充放电的问题,采用了电池和超级电容并用的能量存储系统,利用超级电容高功率特性来改善储能系统的性能.本文研究了电池与超级电容直接并联和主动并联两种混合能量存储系统,后者采用零电流转换软开关直流变换器来连接超级电容和电池.在Matlab Simulink平台建立零电流转换软开关直流变换器的动态模型、超级电容和电池模型,并在AVL Cruise中进行仿真.结果表明:直接并联方案不能充分发挥超级电容的能力;而主动并联方案降低了纯电动工况和制动能量回收工况下电池的峰值电流,电池端电压变化范围缩小,能量效率比单一电池的能量存储系统提高了14.92％.另外,由于采用了模糊PID控制算法,改善了动态响应性能.     

汽车制动能量再生系统复合储能方式研究

对由铅酸电池与超级电容并联,并在铅酸电池与超级电容之间采用两象限DC/DC转换器控制的复合储能方式进行研究,建立其简化的等效电路模型,并从能量流的角度出发建立复合储能系统能量流模型,在Matlab/Simulink环境下对模型进行仿真计算,并在课题组搭建的汽车能量再生系统硬件在环仿真试验台上进行了试验,结果表明复合储能器能量回收率远高于单个储能器回收的能量值,并且复合储能系统的使用有利于制动能量回收与利用的优化管理。     

超级电容在混合动力电动汽车中的应用

]随着混合动力电动汽车研究的深入 ,超级电容独特的储能特性正日益受到人们的重视。本文在介绍超级电容的分类、特性、工作原理的基础上 ,提出了超级电容和蓄电池一起用于混合动力电动汽车 ,可以实现制动能量快速回收利用、发动机冷起动等 ,对混合动力电动汽车研究具有一定的参考价值。     

一种电动汽车上超级电容控制器的设计

提出了一种利用超级电容实现电动汽车再生制动能量回收的方法,对电动汽车再生制动中使用的储能装置——超级电容的控制系统进行了研究。介绍了一种基于CAN总线的DC-DC控制器的主回路拓扑结构及其控制策略,并详细说明了系统的软硬件设计。     

客车运行中常出现的“莫名其妙”问题——电磁兼容问题（九）

上一期介绍了电动客车的基本结构和关键零部件,本期重点介绍电动客车直流／直流（DC／DC）变换器的电磁兼容性能。电动客车DC／DC变换器主要用于对动力电源的输出进行控制,实现动力电池（或超级电容）与电机控制器之间的电压匹配以及能量传递,或者将动力高压电变换为给辅助蓄电池和低压电气系统供电的低压电,其电路结构既包含了高压、大电流的主电路,又包含了低压、小电流的控制电路（如图所示）。     

关于汽车制动缓速器实现能量回收方式的探讨

汽车制动缓速器因其有效降低制动系负荷而得到较广泛的应用,但在缓速的过程中制动能量却大量浪费了。本文通过对汽车可回收的制动能量的推算,对超级电容器作为制动能量回收储能装置的分析,提出利用超级电容器构成的制动能量回收装置的设想,实现制动能量的有效回收,达到节约能源、减少排放的效果。     

直流无刷电机再生制动系统试验台的设计与验证

基于再生制动理论,以电动汽车用轮毂电机为主体,搭建了直流无刷电机再生制动试验台。以回收能量最大化为目标,提出了相应的再生制动控制策略。结合电机的输出特性和工作原理,利用SIMULINK软件建立了再生制动系统模型。通过模型仿真和试验台试验结果的对比分析,验证了再生制动试验台设计方案的可行性和控制策略的合理性。     

一种用于电动汽车的多重软开关双向DC/DC变换器

适用于电动汽车可变直流母线的电机控制系统,要求在电机不同工况下及时、准确和可靠地实时调节直流侧电压,并在突然制动时得以回馈能量.为此研究了一种新型的不添加额外半导体器件的软开关双向DC/DC变换器.采用此种软开关技术,可降低开关损耗,提高效率.采用多重拓扑结构,弥补该模式下变换器电压、电流纹波大的缺陷,并提高了可靠性.最后通过实验,验证了此变换器功能的正确性和有效性.     

Design of a soft switching bidirectional DC-DC power converter for ultracapacitor-battery interfaces

One solution to the low specific power of hybrid electric vehicular batteries is a hybrid energy storage system (HESS) that takes advantage of the high specific power performance of ultra-capacitors. The design of a type of zero current transition (ZCT) soft switching bidirectional direct current-direct current (DC-DC) power converter that can be used as an ultra-capacitor-battery interface in an active parallel schema of a HESS is described. The circuit operation of the ZCT DC-DC power converter is depicted in detail. The HESS controller is designed as a two-layered hierarchical control structure: the first layer is responsible for working mode control of the HESS, and the second layer is responsible for DC-DC power converter control in which a fuzzy logic PID algorithmis employed. Simulation results indicate that this design is a potential solution to the problem of the low specific power of batteries, especially for regenerative braking and electric motor assist. The proposed active parallel schema with ZCT exhibits a significant advantage in power and energy decoupling. HESS with ZCT achieves better efficiency compared to the battery only operation. The experimental results validates the idea that the ultra-capacitor cooperates with the battery in acceleration mode.     

一种电动汽车制动能量回收系统研究

文章以某款纯电动车制动能量回收系统为研究对象,首先,设计一种电液助力系统,阐述其结构方案和工作原理,接着基于该电液助力系统开展纯电动车串行制动能量回收系统设计研究,包括结构方案、控制方案、电气方案;实现在某款纯电动车产品上的搭载应用开发,结果表明,基于该电液助力系统的纯电动车能量回收系统,实现车辆在制动或减速阶段,机械-液压制动力与电机回馈制动力实时协调,最大限度地回收制动能量,并且获得较好的制动稳定性和“踏板感”,单个ECE循环工况经济性贡献率最高达28.9%。     

Improvement of drivability and fuel economy with a hybrid antiskid braking system in hybrid electric vehicles

When braking on wet roads, Antilock Braking System (ABS) control can be triggered because the available brake torque is not sufficient. When the ABS system is active, for a hybrid electric vehicle, the regenerative brake is switched off to safeguard the normal ABS function. When the ABS control is terminated, it would be favorable to reactivate the regenerative brake. However, recurring cycles from ABS to motor regenerative braking could occur. This condition is felt to be unpleasant by the driver and has adverse effects on driving stability. In this paper, a novel hybrid antiskid braking system using fuzzy logic is proposed for a hybrid electric vehicle that has a regenerative braking system operatively connected to an electric traction motor and a separate hydraulic braking system. This control strategy and the method for coordination between regenerative and hydraulic braking are developed. The motor regenerative braking controller is designed. Control of regenerative and hydraulic braking force distribution is investigated. The simulation and experimental results show that vehicle braking performance and fuel economy can be improved and the proposed control strategy and method are effective and robust.     

基于神经网络模糊PID控制的无刷直流电机控制系统研究

针对电动汽车行驶工况的要求,为了使电机能够有良好的启动特性和稳态特性,在Simulink中建立了无刷直流电机转速-电流双闭环控制系统仿真模型,转速控制神经网络和模糊控制对PID控制参数进行在线整定;电流环采用电流滞环控制,并对控制模型进行空载启动后加载实验。实验结果表明,本文设计的控制系统响应速度快,无静差,抗干扰能力强。     

基于电机最优回馈转矩曲线的制动控制策略

本文中首先基于电机等效电路模型,分析了车用内置式永磁同步电机的耗能制动状态和回馈制动状态;然后根据电机矢量控制原理,对控制电流指令进行解析,并经试验数据的验证;接着计算得到永磁同步电机最优回馈转矩曲线,并据此提出一种制动回馈能量最优的串联制动控制策略。最后针对某P4并联混合动力商用车,仿真分析了在C?WTVC、CHTC?TT循环工况和试验采集到的某段省道工况下,并联制动和所提出的串联最优制动控制策略下的百公里油耗和制动回收能量。结果表明,与并联制动控制相比,基于电机最优回馈转矩曲线的串联制动控制策略可降低油耗,并回收更多的制动能量,实现制动回收能量和燃油经济性的提升。