模糊PID控制的电动汽车再生制动系统变换器的研究

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,分析了电动汽车控制系统的双向DC/DC变换器和电机驱动器的驱动降压电路、制动升压电路,设计了该控制系统的模糊自整定PID控制器。通过仿真研究表明,在车辆驱动降压变换时,模糊自整定PID控制的超级电容器在150 A左右的大电流放电情况下,超级电容仍能维持2.5 s的指定电压输出,车辆在额定功率下工作,通过降压变换,超级电容储存的能量迅速供给电机,有效提高了驱动电流,改善了起动及加速性能,有效增加了续驶里程。在制动升压变换时,模糊自整定PID控制的超级电容器电流基本跟随指令值上下波动,超级电容电压从120 V不断上升,使得该电容器的储能能力得到充分利用,实现了高水平的能量回收。     

电动汽车复合能源系统的高效率双向DC-DC变换器的研究

针对电动汽车复合能源系统中使用的传统双向全桥DC-DC变换器存在电流复位时间长和循环能量大的缺陷,提出了一种带非线性电感且采用新颖的移相控制方法的高效率双向DC-DC变换器。采用非线性电感来缩短电流复位时间,并通过控制策略完全消除了循环能量,有效地提高了双向DC-DC变换器的效率。通过Matlab/Simulink仿真,与传统变换器进行了效率比较,验证了该变换器的优越性。     

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。     

混合能量存储系统中直流变换器在峰值电流控制下的混沌问题EI北大核心CSCD

由于超级电容的工作电压范围广,直流变换器在无电流补偿的峰值电流控制下出现分岔,甚至产生混沌现象。本文中研究了双向直流变换器在超级电容和电池主动并联混合能量存储系统应用中的控制问题,确定了发生分岔时电池和超级电容的工作电压关系。结果表明,采用电流斜坡补偿方法,可使直流变换器在电池和超级电容的工作电压范围内不发生分岔和混沌现象,改善了控制质量。     

混合能量存储系统中直流变换器在峰值电流控制下的混沌问题

由于超级电容的工作电压范围广,直流变换器在无电流补偿的峰值电流控制下出现分岔,甚至产生混沌现象。本文中研究了双向直流变换器在超级电容和电池主动并联混合能量存储系统应用中的控制问题,确定了发生分岔时电池和超级电容的工作电压关系。结果表明,采用电流斜坡补偿方法,可使直流变换器在电池和超级电容的工作电压范围内不发生分岔和混沌现象,改善了控制质量。     

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。     

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.     

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。     

基于小波变换-模糊控制的复合电源能量管理

以锂电池-超级电容构成的复合电源电动汽车为研究对象,在满足动力性能的前提下,为实现超级电容在合理的荷电状态（SOC）下承担高频率信号,且锂电池承担低频率信号的目标,建立了实时小波变换-模糊控制的能量管理控制策略。基于Matlab/Simulink和ADVISOR软件搭建整车模型,并在NEDC循环工况下进行仿真测试。仿真结果表明,与单一锂电池相比,在小波变换-模糊控制策略下,复合电源锂电池的驱动峰值电流降低了20.68%,寿命提高了16.74%。搭建了按一定比例缩小的复合电源系统试验平台,并在NEDC工况下进行试验验证。结果表明,小波变换-模糊控制策略对复合电源电动汽车的能量管理具有良好的控制效果。     

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。     

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.     

一种电动汽车用42V混合电源的研究

为了满足电动汽车的发展需求,文章提出了一种由超级电容和可串并联切换的蓄电池组组成的42V混合电源,蓄电池能量密度大,作为主能源提供车辆运行期间的能量需求,超级电容功率密度大,作为辅助能源提供瞬时大功率需求,充分发挥两者优势,能有效地延长蓄电池的使用寿命。所提出的42V混合电源既可以作为储能元件驱动车辆行驶,又可以为电气设备提供电能,而且可以根据负载额定电压切换蓄电池连接方式,实现变压供能,提高混合电源的能量利用率。     

电动汽车用复合电源的建模与仿真研究

复合电源对电动汽车的续使里程和动力性发挥着巨大的作用,文章对蓄电池-超级电容纯电动汽车的能量管理策略进行分析。分析了纯电动汽车行驶中的四种工作模式以及行驶中受到的阻力,并建立相应的汽车能量管理策略的数学模型。     

一种并联式混合动力客车动力系统选型及匹配设计

引言 并联式混合动力电动汽车设计的关键是进行动力系统的选型和匹配.本文所述的并联式混合动力汽车采用发动机作为主要动力源,使用超级电容作为储能单元,借助计算机模拟分析的方法对并联式混合动力汽车发动机、动力传动系统、驱动电机、超级电容组、整车动力系统的布置、机电耦合方式、制动能量回收利用进行了研究,探讨了并联式混合动力客车的一般设计方法.     

车载锂离子电池组的充电技术与均衡管理方法研究综述

电动汽车快速和智能充电是未来的发展趋势。本文介绍了多段恒流充电、超大电流尖峰脉冲充电、变脉宽正负脉冲充电等充电方法,对电池的SOC值、内阻、析气和析锂极值点等参数实时精确获取,从而实现电池的无损伤最大电流充电;本文还介绍了双向反激式主动均衡、利用(DC-DC)变换器式和变压器式结合的两级均衡等均衡策略,实现了电池单体的快速均衡管理。     

锂离子动力电池的智能均衡控制策略研究

对于串联锂离子电池的均衡问题,我们提出了一中基于模糊逻辑控制的智能电池均衡方案。该电池均衡方案是由一个带有能量转移电容双向的DC-DC控制器,这个能量转移电容可以用于设计能量均衡系统中的无损耗均衡器。仿真和实验的结果表明锂离子电池组的均衡性能良好。模糊逻辑均衡控制策略可以减少32%的均衡时间。     

基于滑模自抗扰的电制动系统动态负载模拟

为精准模拟传动系弹性及齿隙作用下电制动系统非线性机械负载,提出了自适应模糊滑模自抗扰的测功机控制算法。首先,针对一款前驱电动汽车,建立融合感应电机模型的车辆及台架机电一体化模型,引入典型正常制动和防抱死制动控制作为测试对象。其次,构建扩张状态观测器估计台架系统未建模动态,以自适应模糊滑模控制测功机实时模拟高度非线性机械负载。最后,开展了制动控制策略台架测试的仿真研究。结果表明:提出的方法可精确模拟电制动系统动态负载,有效提高制动控制算法台架测试精度。     

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.     

超级电容自卸车的动力及控制系统设计研究

为了解决隧道出渣用柴油车尾气排放给隧道施工带来的环境污染问题,满足隧道人性化施工要求。本文运用当代电动汽车原理,优选超级电容作为自卸车能量源,并对自卸车动力参数和控制系统进行详细地分析与选择,设计了一款新型的超级电容自卸车。该超级电容自卸车可在隧道内较好地克服恶劣的路况条件,能充分保证区间内往返作业,并能达到节能减排、绿色作业的目的。     

电动汽车锂电池组高效主动均衡的研究与测试

电动汽车车载动力锂电池组在动态循环工况下的不一致性问题会严重降低电池组的整体性能。为此设计了一种基于宽压双向DC/DC的锂电池组主动均衡系统,实现任意单节或相邻多节电池间的高效能量转移。系统包括开关阵列选通单元、双向DC/DC单元和超级电容储能单元等。以各单节电池实时电压为均衡变量,开展均衡策略研究,并搭建了电池组主动均衡系统测试台架,对电池组在静置和恒流充电两种状态下进行均衡测试。结果表明:所提出的主动均衡方案可快速改善电池间的电压不一致性,均衡过程中能量转移效率可达83%以上。