基于变压充电方法的直线电机式馈能型半主动悬架控制

针对以直线电机作为执行器的馈能型半主动悬架控制方法复杂与效果差等问题, 结合变压充电控制原理与方法, 提出一种利用单相等效模型求解充电电压的方法, 设计了馈能型半主动悬架控制系统, 用于控制直线电机式馈能执行器; 建立了1/2车4自由度动力学模型和变压充电控制直线电机模型, 采用LQG控制策略求解理想馈能阻尼力; 将联接有整流桥的直线电机理论模型等效为单相电机模型, 计算了电机单相等效模型反电动势、电磁推力系数、电阻与电感参数; 采用充电电压求解控制器, 以悬架相对速度和理想馈能阻尼力作为输入求解实际充电电压, 进而实现执行器馈能控制; 以被动悬架和理想半主动悬架作为比较对象, 分析了馈能型半主动悬架性能与馈能效果。分析结果表明: 与被动悬架相比, 馈能型半主动悬架与理想半主动悬架的综合性能指标分别减小38.97%和45.42%, 前后悬架实际馈能阻尼力与理想馈能阻尼力的相关系数分别为0.967 4和0.976 8, 并且前后悬架振动能量的56.7%和62.1%被回收进蓄电池中, 因此, 采用基于单相等效模型与变压充电方法控制的馈能型半主动悬架能够回收大部分悬架振动能量和改善汽车的行驶平顺性。      

Studies of high-efficiency electrical steels used in electric vehicle motors

Application of permanent magnet synchronous motor (PMSM) has been increasingly popular in electric vehicle (EV) area since cost-effective electrical steels were recently discovered. This paper mainly presents the performance and characteristics of EV motors using varieties of high-efficiency electrical steels. At first, the electro-magnetic and mechanical properties of electrical steels are described. Low loss, high induction and excellent mechanical strength are critical criteria to evaluate the electrical steel. However, the gage of electrical steel is a crucial factor to affect the properties. Secondly, the basic principle and algorithm for calculation of efficiency of an EV motor are explained. Finally, the modeling and experimental results for different gages of electrical steel sheets used in EV motors are analyzed.     

电动汽车永磁同步电机驱动系统的制动研究

以基于SVPWM控制的电动汽车永磁同步电机驱动系统的制动工况为研究对象,重点对电机的两种制动方式(基于电机损耗控制的制动和再生制动)、两种制动方式在系统中的综合运用进行了分析,并提出了一种新的基于电机损耗控制的制动方法,它综合考虑了电机的铜耗和铁耗.通过仿真对比分析,指出再生制动性能最好,新的制动方式比只考虑铜耗的制动方式性能好,因而更适合在不能采用再生制动的场合运用.总结了新的制动方式的控制电流与电机制动转矩、转速及电机定子电阻和铁耗等效电阻的关系.     

基于动态规划算法的增程式电动汽车能量管理策略优化

提出了一种动态规划改进算法, 根据约束条件确定未来可达状态序列, 通过计算离散状态点间的转移代价, 在保证求解精度的同时, 降低了离线优化计算量; 利用改进动态规划算法设计了增程式电动汽车能量管理策略, 根据能量管理优化问题特点, 建立了动力系统模型和适用于全局优化求解的系统状态方程, 并确定了以动力电池荷电状态为系统状态量和增程器发电功率为系统控制量; 在迭代计算过程中, 将发动机燃油费用和动力电池电能费用之和作为目标函数, 构建了基于北京主干道不同行驶里程仿真工况, 得到了驱动电机需求功率最优分配结果; 提取了增程器启停状态与动力电池荷电状态和驱动电机需求功率二者之间的控制规则, 利用最小二乘法对增程器功率分流比与驱动电机需求功率的分布规律进行拟合, 建立了基于优化规则的能量管理策略。仿真结果表明: 对于行驶里程为100km的仿真工况, 动态规划改进算法计算时间为7 239s, 与经典动态规划算法相比计算效率提高了78.2%;基于优化规则的能量管理策略能够获得类似动态规划改进算法的控制效果, 2种控制策略的动力电池荷电状态误差小于2.5%;相比实车电能消耗-电能维持型控制策略, 基于优化规则的控制策略能够使整车经济性提高5.4%, 使燃油经济性提高7.9%。      

电动汽车无线供电系统电能发射线圈设计与切换控制

针对采用级联式发射线圈的电动汽车无线供电系统中线圈切换时存在的互感急剧下降及汽车位置检测困难的问题,提出了一种对嵌式电能发射线圈,并根据互感稳恒原则及其计算方法,给出了对嵌式电能发射线圈主要参数的设计方法,提出了一种双线圈式车体位置检测传感器,给出了传感器的尺寸参数设计方法及电能传输系统对传感器的干扰抑制方法,阐述了级联式发射线圈的切换控制策略.基于Ansoft Maxwell平台、Matlab/Simulink平台和电动汽车ICPT无线供电系统实验平台分别对研究成果进行了仿真分析和实验验证,结果表明:实验实测互感值波动率约为8%,车载拾取电压波动率约为10%,对嵌式能量发射线圈能够有效地缓解ICPT无线供电电动车在切换过程中的互感下降问题;双线圈式车体位置检测系统能够有效地在40 kHz能量通道电磁场的干扰中拾取位置信号,表明该位置检测方案及切换控制策略的可行性.      

基于ECE法规的电动汽车再生制动控制策略的建模与仿真

在建立了电动汽车机电复合制动的数学模型基础上,分析了电动汽车再生制动对制动效率的影响,并据此提出了基于ECE制动法规要求下的电动汽车再生制动控制策略;并在advisor2002中建立嵌入式仿真模块对该策略进行了仿真分析.结果表明该策略使电动汽车在典型城市工况下有较强的制动能回收能力.     

电动汽车充电站布局优化研究

快速充电站的布局优化需同时考虑因电动汽车续驶里程短、充电时间长等特性引起的不确定性决策问题以及长期建设过程中的连续性优化问题。由此,建立基于仿真的满足总绕行时间最短的电动汽车充电站动态布局优化模型。考虑建设时序的连续性需求,提出基于逐步优化和比较备选方案服务能力的连续性优化方法。通过实证分析探讨模型的优化布局特征和适用性。结果表明,在案例路网中应用该方法可以得到连续性较好的布局,可为快速充电站分期建设提供规划决策依据。随着充电站数量的增加,布局方案既覆盖了需求产生和通过量最大的几个节点,也缓解了因充电需求大量聚集而选择备选充电站的绕行问题。     

纯电动汽车减速器速比选择研究

基于纯电动汽车中使用的单级减速器现状,利用GT整车仿真软件建立蓄电池、电动机及驱动系统和整车仿真模型,通过对整车行驶动力性能和续驶里程的仿真分析,对减速器速比的选择依据进行研究,并在实车上进行仿真验证,得出不同的整车性能定义下相对合理的速比选择范围。     

面向自组织平衡的共享电动汽车调度优化方法

针对共享电动汽车运营中出现的站点车辆供需不平衡及人工调度成本过高等问题，提出面向自组织平衡的共享电动汽车调度优化方法.利用共享电动汽车站点选择行为数据，构建用户取车站点选择MNL(Multinominal Logit)模型，分析用户的站点选择行为；构建面向各站点车辆供需自组织平衡的站点间车辆调度优化方法，即通过车辆动态折扣策略引导用户改变默认的最近取还车站点，在运营结束后以运营企业的调度总成本最小为目标，建立人工调度优化模型并应用禁忌搜索算法求解；最后，选取北京市海淀区部分共享电动汽车站点进行算例分析.结果表明：本文提出的优化方法与无动态折扣策略相比，调度总成本降低了 4.5%，人工调度成本降低了21.1%，人工调度任务数减少了8.3%.     

面向自组织平衡的共享电动汽车调度优化方法

针对共享电动汽车运营中出现的站点车辆供需不平衡及人工调度成本过高等问题，提出面向自组织平衡的共享电动汽车调度优化方法.利用共享电动汽车站点选择行为数据，构建用户取车站点选择MNL(Multinominal Logit)模型，分析用户的站点选择行为；构建面向各站点车辆供需自组织平衡的站点间车辆调度优化方法，即通过车辆动态折扣策略引导用户改变默认的最近取还车站点，在运营结束后以运营企业的调度总成本最小为目标，建立人工调度优化模型并应用禁忌搜索算法求解；最后，选取北京市海淀区部分共享电动汽车站点进行算例分析.结果表明：本文提出的优化方法与无动态折扣策略相比，调度总成本降低了 4.5%，人工调度成本降低了21.1%，人工调度任务数减少了8.3%.     

日本汽车产品市场准入召回制度

在分析日本车辆法规体系、型式认证、召回制度和节能要求的基础上,阐述了日本汽车产品的市场准入制度,对我国汽车产品破除发达国家技术性贸易壁垒具有较大的指导意义。     

混合电动汽车的开发前景

本文阐述了纯电动汽车发展中受到的一些技术上的制约 ,指出混合电动汽车是当前解决节能、环保问题切实可行的技术之一 ,论述了混合电动汽车开发的现状和前景。     

电动汽车混入条件下随机动态用户均衡分配模型

为分析电动汽车动态充电需求对公共充电设施服务水平的影响, 给充电设施网络规划与运营提供参考, 在考虑燃油汽车和电动汽车出行者行为差异、路段拥堵状态、车辆能源消耗、充电设施布局与服务水平等因素的基础上, 采用巢式Logit模型描述了包含充电需求判断、充电设施和路径选择的电动汽车出行联合选择行为; 建立了考虑用户在途快速充电行为的动态交通流分配模型, 提出了混合交通下随机动态用户均衡条件及等价的变分不等式模型, 并设计了融合电动汽车充电排队仿真的动态交通流迭代算法; 通过算例验证了模型与算法的有效性, 并进一步探究了在电动汽车推广的不同阶段, 需求和供给关键因素对充电设施服务水平的影响。研究结果表明: 受路网交通流量分布和充电设施布局的影响, 充电设施利用率在时间和空间上具有明显的非均衡性; 电动汽车混入率的提高会增加平均充电等待时间, 并改变充电高峰期的时间分布; 电动汽车电池初始电量和充电设施处的排队长度均对用户的充电需求判断呈负效应; 当路网中充电设施数量与需求规模不匹配时, 会导致服务水平急剧下降, 同时极易诱发局部拥堵; 用户在充电设施处的逗留时间以15~20 min居多, 约90%用户的等待时间在9 min以内, 因此, 提出的模型符合实际, 能够充分反映混合交通网络中电动汽车充电行为引发的一系列影响。      

基于模型预测控制的智能车横纵向控制器设计

针对智能车横纵向控制中路径跟踪精度、行驶稳定性以及乘坐舒适性等问题,提出了基于模型预测控制(MPC)的横纵向综合控制方法。速度规则系统根据参考路径曲率与车辆跟踪位移误差计算出期望速度曲线,速度跟踪控制采用分层式控制器,上层控制器利用MPC算法计算期望加速度,下层控制器利用车辆逆纵向动力学模型对车辆的驱动和制动进行协调控制。横向控制器根据参考路径、车辆反馈状态以及纵向上层控制器的期望速度计算车辆前轮转角。最后通过实验对比本算法与恒速MPC横向控制算法的轨迹误差,结果表明:本算法控制的车辆横向位移均方根误差减小了0.051 m,有效提高了车辆轨迹跟踪的控制精度。     

三相永磁同步无感无刷直流电机控制系统设计

三相永磁同步无感无刷直流电机具有快速性、可靠性、可控性、体积小、重量轻、节能、耐受环境和经济性等方面明显的优势。利用无刷电机绕组中的反电动势过零点法检测电机转子的位置,从而实现无位置传感器的无刷电机的控制。硬件设计中,采用MC9S08DZ60微控制器作为智能单元,对反电动势过零检测电路、功率驱动电路进行了设计。软件设计中,根据电机反电动势过零信号控制驱动电路准确换相,结合PID调速控制使电机转速稳定。本系统具有可靠性高、价格低廉等特点,对于实车电机控制具有一定的现实意义。     

基于实车数据的电动汽车电池剩余使用寿命预测

电动汽车电池剩余使用寿命预测是当下电池研究领域的热点内容,现有电池剩余使用寿命预测模型大多基于单一预测指标,预测精度较低,模型的泛化性能较差。本文通过实车数据构建了GM-LSTM的Stacking融合模型,实现电动汽车电池剩余使用寿命的准确预测。首先根据电池剩余使用寿命影响因素,提取车辆真实的运行参数和环境参数,基于随机森林算法筛选最优特征集合作为模型输入,其次选择差分整合移动平均自回归算法对所选特征进行惯性延伸,克服数据时间维度上的限制,最后基于数据特点,分别建立灰色预测模型和长短时记忆神经网络模型实现电池剩余使用寿命预测,并通过Stacking模型融合进一步降低预测误差。结果表明：模型融合 后平均相对误差为1.6%,平均绝对误差为0.013,能够稳定可靠的实现电动汽车电池剩余使用寿命预测。     

带增程器的电动车控制系统设计

为了提高电动车的操控性,电机控制系统的灵活性并延长续驶里程,克服目前常用控制方法的弊端,设计了一种以单片机结合专用控制芯片的带增程器的电动车控制系统.介绍了系统的控制方案,通过数学计算和模拟仿真,设计并评价整车的控制策略.该系统采用模块化设计,专用控制芯片负责对电机的直接控制以减少单片机的工作负担,单片机主要负责对专用芯片的控制,并依据蓄电池SOC值控制增程器的开闭,实现整车系统的控制策略,实现了整车、增程器、电机控制的有效结合.最后测试了电机响应性能并进行了整车调试.     

冰雪条件下乌鲁木齐市交叉口交通特性分析

结合乌鲁木齐市独特的地形和气候特点,采用人工观测技术,分析了冰雪条件下中心城区信号控制交叉口机动车交通量、车头时距、运行速度及平均停车延误等交通特性参数,并与正常天气下的交通特征进行了对比分析。研究结果表明,受冰雪条件影响,机动车交通特性的各项参数均有不同程度的变化,这一研究结果为我市冬季交通管理工作提供了一定的理论依据。     

电动汽车蓄电池内阻脉冲控制检测方法

为了利用电池内阻对电动汽车蓄电池健康状况进行判断和续驶里程进行计算,提出了两种蓄电池内阻在线检测脉冲控制法。采用光耦和变压器将检测电路和蓄电池隔离,微控制器输出脉冲串经过光耦控制蓄电池产生恒定电流信号,该信号在电池内阻上引起的电压信号通过变压器回传给微控制器,微控制器根据电流、电压和两者之间的相位差(脉冲控制法一)或者电压的变化量(脉冲控制法二)计算电池内阻。计算结果表明:利用脉冲控制法一和脉冲控制法二计算的12V铅酸电池内阻的误差分别在13%和11%左右,误差较小,因此,两种脉冲控制法适于电动汽车串联电池组的在线内阻检测。     

基于CRUISE的纯电动汽车性能仿真

为建立纯电动汽车的动力系统结构,提出了动力系统的匹配设计方法,在理论设计和工程分析的基础上,对其电机、电池以及传动比进行了匹配。应用CRUISE软件搭建模型进行仿真研究,证明匹配的结果满足设计要求,表明这种方法可行有效。