混合动力汽车

混合动力汽车是燃油动力加电力的汽车。它的混合动力总成包括发动机和电动机,且巧妙地结合了发动机和电动机各自的优点;还有内置动力分离装置的混合动力专用变速器、镍氢电池组和动力控制总成等。     

如何打通绿色出行的最后一公里?他们说已经找到了方法!

正提到新能源汽车,大家并不陌生,新能源汽车其实包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源汽车等。从全球新能源汽车的发展来看,其动力电源主要包括锂离子电池、镍氢电池、燃料电池、铅酸电池、超级电容器,其中超级电容器大多以辅助动力源的形式出现。主要原因是这些电池技术还不完全成熟或缺点明显,与传统汽车相比不管     

混合动力车电源系统监测及CAN总线通信

混合动力汽车的一项关键技术就是电池管理系统的设计。在大量充放电模拟实验的基础上,构建了基于数据信号处理器TMS320F2812为核心的实时监测系统,实现了对混合动力汽车动力电池组电压电流的实时监测,并应用CAN总线实现了数据采集模块和数据处理模块的可靠通信,为电源管理系统的构建奠定了基础。     

混合动力电动汽车控制策略——分类、现状与趋势

对现有混合动力汽车控制策略进行了归纳和分析,指出当前混合动力汽车控制策略的研究主要集中在以提高燃油经济性为目的的能量管理优化和以降低冲击度为目的的动力协调控制等方面,对排放性能的研究还未受到重视。提出今后混合动力汽车控制策略的研究重点不仅要实现最优的燃油经济性,而且要兼顾发动机尾气排放,尤其是低温冷起动阶段催化器出口的排放,以满足日益严格的排放法规要求。在此基础之上,考虑电池温度、电池寿命、模式切换时的平顺性以及各部件的可靠性等因素,整体分析、系统优化以油耗和排放为多目标的能量管理策略,研究发动机热管理、蓄电池热管理与混合动力汽车能量管理方法,从人-车-路闭环角度开发满足实际道路运行条件要求的控制策略是未来的发展趋势。     

基于车辆工况试验的混合动力系统动力分配

动力分配控制技术被普遍认为是混合动力汽车控制的核心技术,其动力分配是否合理、灵活以及精准直接影响着混合动力汽车各方面性能表现。通过对混合动力汽车不同运行工况的道路试验测试,研究混合动力系统动力分配控制策略,分析混合动力汽车在不同工况、不同电池SOC值和不同加速踏板开度时,混合动力系统如何分配发动机和电机动力。试验表明,混合动力系统控制单元根据驾驶人的驾驶意图,在保证驾驶人需求的基础上,同时兼顾发动机稳定工作在最优工作区域,实现既可以有效节省燃油,又不会因为考虑燃油经济性而影响车辆的动力性。     

锂电池复合热管理系统的散热性能优化设计

针对锂电池组散热问题,提出了一种将分岔液冷通道与复合相变材料相结合的复合液冷系统,并对其散热性能进行了数值研究。首先,通过单体电池充放电实验,得到电池的产热量;其次,建立三维电池组模型,以冷却通道各级数量和复合相变材料的厚度为设计变量,采用最优拉丁方方法构建44个试验样本点;然后,基于响应面法建立近似模型,并采用了多目标粒子群算法,进行优化设计;最后,讨论冷却液质量流量的影响。结果表明：当分岔液冷通道各级数量为5、5、7,复合相变材料厚度为5.659 9 mm时,可获得更好的冷却性能,其最高温度、最大温差和压降分别减少了3.40%、35.36%和46.50%。     

浅析新能源汽车类型

近年来,在国家各项优惠政策扶持下,国内新能源汽车产业发展迅速,各类新能源汽车不断涌现.各具特色的新能源汽车主要分为纯电动和混合动力两大类,其中混合动力类又分为油电混合、插电式混合动力和增程式混合动力三类. 1 纯电动车型 是以电能作为唯一动力来源的新能源汽车.纯电动车辆一般由电能储存系统(电池组)以及电动机(提供驱动力)两部分组成.如今的纯电动车辆在电池材料、电池管理、电动机以及车载设备的技术复杂程度远远超出你的想象,这也是为什么纯电动汽车普遍价格较高的原因.目前我公司正在使用的纯电动大巴,其电池容量达到324度电,驱动电机采用永磁同步电机.     

电动汽车用动力镍氢电池SOC建模与仿真

设计了一套镍氢电池充放电试验建模方案,对其充放电特性进行了研究和分析;得出了一系列镍氢电池的开路电压测试曲线;提出了一种考虑了温度对电池参数影响的集总参数等效电路模型。在此基础上,建立了一种基于状态空间的SOC递推算法,对镍氢电池的SOC值进行了仿真分析。     

基于模糊控制的混联式混合动力汽车能量管理策略

混合动力汽车由于能够减少燃油消耗和降低排放而迅速发展。在各种混合动力汽车中,混联式混合动力汽车结合串联和并联混合的优点,其工作模式的优化取决于许多部件,如发动机、电机/发电机、电池和功率分流装置等部件。混联式混合动力汽车控制策略的开发比其他混合动力汽车更复杂。以丰田卡罗拉混合动力汽车为例研究混联式混合动力汽车的能量管理策略。基于对典型驾驶循环的效率分析,提出优化混联式混合动力汽车能量管理的模糊转矩控制策略。建立基于Matlab/simulink的车辆模型,仿真结果表明车辆油耗和性能明显提高。     

PCM泡沫铝/液冷复合式锂电池热管理

为满足3 C放电倍率下电池组散热要求,提出了PCM泡沫铝/液冷复合式散热方案,利用有限元法对散热模型进行数值模拟并运用响应面法分析了PCM泡沫铝孔隙率、流道间距、液体流速对电池组温度的影响.研究结果表明:孔隙率和液体流速对电池组最高温度影响显著,增加孔隙率和液体流速可降低电池组最高温度,但当孔隙率和液体流速分别大于84％和0.06 m/s时,电池组最高温度趋于稳定;液体流速对电池组温差影响显著,增加液体流速可提高电池组均温性能,当流速仅为0.04 m/s时,复合式散热系统最高温度为319.0 K,比纯被动和纯液冷散热系统最高温度分别降低了4、4.9 K,且电池组温差仅为1.8 K.     

Research on Multi-Parameter Evaluation of Electric Vehicle Power Battery Consistency Based on Principal Component Analysis

Electric vehicle power battery consistency is the key factor affecting the performance of power batteries. it is not scientific to evaluate the consistency of the battery depending on voltage or capacity. In this paper, multi-parameter evaluation method for battery consistency based on principal component analysis is proposed. Firstly, the characteristic parameters of battery consistency are analyzed, the principal component score can be used as the basis for evaluating the consistency of the battery. Then, the function that multi-parameter evaluation of battery consistency is established. Finally, battery balancing strategy based on fuzzy control is developed. The basic principle of fuzzy control is to fuzzy the input quantity based on expert knowledge, and the fuzzy control quantity is obtained by fuzzy control rule. The results are verified by test.     

基于交叉熵算法的电动车辆复合电源参数优化

为了提升电动汽车动力性能、降低车辆成本，以复合电源成本和车辆电耗最小为目标，通过交叉熵（cross- entropy，CE）算法对车载复合电源的参数优化进行了研究. 首先，以某款纯电动汽车为研究对象，根据能量与功率性能指标确定锂离子电池和超级电容的容量范围；其次，选取复合电源成本和车辆电耗建立多目标优化函数，并在ADVISOR环境中搭建车辆仿真模型；接着，采用CE算法，通过种群的不断迭代，更新高斯概率密度函数的均值和方差，找到复合电源参数的Pareto最优解集；最后，从最优Pareto解集中选取典型的匹配参数，分析复合电源成本、车辆电耗和整车性能. 研究结果表明:在满足基本约束的前提下，得到了由100个解组成的Pareto最优解集. 与第二代非劣排序遗传算法（non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ，NSGA-Ⅱ）比较，CE算法有更好的收敛性与分布性；复合电源成本平均降低了9.49%，车辆电耗平均降低了22.81%； 此外，城市道路循环工况（urban dynamometer driving schedule，UDDS）下车速误差最大值降低16.15%，整车动力性也有显著提升，百公里加速时间缩短7.81%，最高车速提升1.98%.      

燃料电池小型车SOC动态调节的功率跟随控制策略

针对风冷型质子交换膜燃料电池与锂电池组成的小型车用混合动力系统，提出一种根据SOC （state of charge）动态调节功率跟随系数的能量管理方法，完成混合动力观光车样车研制. 对构成样车的混合动力系统、氢气储存供给系统、信号控制系统3部分进行了详细阐述，并对不同工况下功率跟随算法调节系数对控制效果的影响进行了分析；采用动态改变调节系数降低功率跟随算法控制引起的锂电池SOC及燃料电池输出功率波动，延长电堆使用寿命；通过样车实际运行测试，验证混合动力控制方法的有效性. 测试结果表明:运行过程中燃料电池平均工作效率达到48.15%，并推算理论最大续航里程为94 km，与实际运行结果吻合.      

基于动态建模仿真的纯电动汽车动力性分析

针对纯电动汽车的动力性分析问题,根据电机的测试数据,建立基于Simulink的动态仿真模型,并进行纯电动汽车动力性指标的仿真计算。结果表明:动态建模仿真方法比传统的动力性计算方法更方便更有效,能反映纯电动汽车在实际道路行驶时负载突变状态下整车的动力性能特点。     

锂离子电池温升特性分析及液冷结构设计

针对电动汽车动力电池的温升发热导致温度分布不均及过热现象，根据电池的热物性参数及不同环境温度下的内阻，建立电池包生热分析模型；测试采集并拟合电动汽车的母线电流，通过仿真分析得到不同车速下电动汽车电池包的温升情况；进行典型城市工况实车试验，测取不同车速下电池包内温度测点的温升数据并拟合成温升曲线，通过仿真与试验结果对比，验证所建立的热分析模型的准确性；在此基础上，设计双进双出的液冷散热管道结构方案，分析在1C放电倍率下该液冷散热方案的散热效果. 研究结果表明:锂电池在高温（50 ℃）下，内阻仅为13.9 mΩ，而在低温（?30 ℃）时，内阻却达到了21.5 mΩ；电动汽车在新欧洲行驶工况（NEDC工况）和匀速工况（40、50、60、70 km/h）下的最高温升分别为1.8、2.6、3.6、5.3、8.0 ℃；所设计的U型结构液冷管道可以有效地降低电池包温升，提高电池包的温度均匀度.      

无接触网供电车辆电磁-热场耦合计算

无接触网供电技术在城市轨道交通中的应用受到越来越广泛的关注，大功率无接触电能传输的实际应用还有许多问题需要论证，其中电磁感应导致的涡流发热问题引起人们的普遍重视. 依据电磁感应原理和传热学，建立无接触网供电车辆感应加热模型，采用有限元法计算无接触网供电车辆热场分布，对不同载荷工况下的车辆的发热情况进行数值仿真，并对采用散热器和风冷两种散热方式的接收线圈的散热性能进行对比研究. 研究结果表明:接收线圈和转向架温度升高明显；随着发射线圈电流增加以及气隙距离的减小，车辆各个部位的温度都有上升趋势；装有散热器的接收线圈最高温度比不含散热器时降低了126.0 ℃，通过改变散热器的传热系数能进一步提高散热器的散热性能；采用风冷散热方式接收线圈温度降低了131.2 ℃，与散热器相比，风冷的散热性能略好，且随着风速增加风冷效果更加突出.      

燃料电池混合动力系统参数匹配与多目标优化

在满足机车动力性能需求的条件下,运用参数匹配方法对燃料电池系统的重量、体积指标进行了优化. 首先,搭建了机车动力学模型,针对列车运行的加速启动、匀速爬坡、最大时速运行3种关键工况,分别得到3个需求功率峰值;其次,基于传统方法,以最大需求功率峰值为目标,分析了超级电容-动力电池配比;然后,在传统方法基础上,采用改进粒子群算法（improved particle swarm optimization,IPSO）,进行了基于系统重量和体积的多目标优化参数匹配计算,得到了最优解;最后,对传统方法和多目标优化方法进行了对比分析. 研究结果表明:两种方法均能满足列车动力需求;采用多目标优化方法,为同型燃料电池混合动力有轨电车配置2套150 kW燃料电池,124个超级电容（48 V,165 F）和337个动力电池（3.7 V,9 A?h）. 车辆经32.24 s加速可达时速70 km/h,最大爬坡能力为85.5‰,持续爬坡能力为732.5 m;相比较传统方法,重量和体积优化率分别达到83.075%和86.696%.      

潜艇用新型铅酸蓄电池万用放电模型研究

铅酸蓄电池是常规潜艇水下航行的核心动力,为优化动力系统工作性能,需要建立放电模型.但铅酸蓄电池内部是十分复杂的电化学反应,随机性较大,蓄电池性能受各种不确定性因素影响,蓄电池模型具有明显的非线性特征,并且随着蓄电池充放电周期的增加,蓄电池的性能也发生较大的变化.文中在研究蓄电池放电特点的基础上,考虑蓄电池建模的各种方法,采用前馈神经网络方法,建立了可以模拟蓄电池非线性和时变性的模型.检验结果表明,该模型能够较好地反映蓄电池的特性.     

汽车尾气能量转换基础研究

利用汽车车辆排放的高温废气可以通过磁流体（MHD）能量转换发电机产生电能.此电能可以取代混合动力汽车中使用的交流发电机充电系统,且可为车载电能存储系统供电.通过数值模拟计算,磁流体发电机利用汽车尾气余热提高汽车的能量利用效率,汽车尾气可产生2.4 kW的能量.研究结果表明：磁流体能量转换发电机可适用于汽车尾气能量转换系统,可以将汽车尾气的能量转换效率提高至19.5％.将磁流体发电技术应用于尾气的能量转换,这在能量转换方面是一个新的概念.它不仅扩展出一个新的磁流体发电技术的应用领域,还提出了对于汽车尾气问题的一个新的解决方法.     

功率型锂离子动力电池的内阻特性

为了深入分析功率型锂离子电池的内阻特性及影响因素之间的关系,本文利用混合脉冲功率特性测试方法（HybridPulsePowerCharacterization,HPPC）测试锂离子电池在不同温度环境、荷电状态（StageofCharge,SOC）下的内阻变化规律,实验结果表明锂离子电池内阻在低温环境和较低SOC下变化明显．最后利用多项式最小二乘法拟合得到锂离子电池内阻与环境温度之间的关系表达式,为下一步实现电池功率在线预测提供了数据支持和理论基础．