纯电动汽车复合电源系统仿真研究

对纯电动汽车的复合电源系统结构和工作原理进行了介绍。基于MATLAB／SIMULINK平台建立了复合电源系统仿真模型,并以简单易行、最大限度保护蓄电池、提高能量回收效率为前提,为复合电源系统设计了功率分配控制策略,以此策略为基础完成了对复合电源系统的整车仿真。仿真结果表明所设计的功率分配控制策略能充分发挥复合电源的特点,在延长蓄电池使用寿命的同时提高了整车动力性。     

复合电源式混合动力公交车功率分配策略研究

利用AVL/Cruise仿真软件建立了复合电源混合动力汽车模型,针对复合电源与单一电池性能的差异,基于模糊控制的思想,在MATLAB/Simulink下设计了整车功率分配策略与电池、超级电容SOC平衡策略,提出了基于车速的超级电容期望SOC平衡方法。通过仿真,验证了控制策略,达到了预期的控制效果。与采用逻辑门限的控制策略相比,电池的使用率降低了85.6%,燃油经济性提升了2%,可在不影响经济性的前提下延长复合电源中的电池寿命。     

复合电源能量匹配与多目标模糊控制策略研究

分析了复合电源纯电动汽车的电源结构和工作模式,依据纯电动汽车基本性能指标对复合电源进行了能量匹配,制定了能源安全约束,并基于此制定了多目标模糊控制策略。仿真结果表明,所提出的控制策略能够充分发挥超级电容的优势,可提升纯电动汽车续驶里程、合理分配复合电源功率及减小车速误差。     

基于Radau伪谱法的复合电源电动汽车能量管理策略优化

本文中提出一种基于Radau伪谱法的能量管理策略优化法,利用全局插值多项式对系统中状态变量与控制变量进行逼近,由插值多项式的导数近似动力学方程中状态变量的微分方程,将最优控制问题(OCP)转化为待优化变量的非线性规划(NLP)问题进行求解。以加入惩罚因子的电池寿命模型为目标函数,将复合电源电动汽车中的电池使用寿命(电池可循环次数)与单一电池能量源在NEDC循环工况下对比分析,结果表明,伪谱法优化的复合电源可减小电池组的安时流通,缩小电流、功率波动范围,其电池组功率、超级功率均与需求功率出现了分段的线性关系,且复合电源中电池等效寿命较单一电池能量源提高25.61%,本文中为复合电源的能量管理策略提供了一种快速、稳定的优化方法,为匹配最优系统参数奠定基础,还可作为其他优化策略的评估基准。     

混合动力电动汽车制动系统回馈特性仿真

为了研究混合动力电动汽车(HEV)回馈制动特性,建立了用于城市公交的混合动力电动汽车复合制动系统的仿真模型,提出了回馈制动控制策略,分析了复合制动系统的工作过程,并探讨影响电动汽车制动系统可靠、安全和高效的主要因素,研究电动汽车复合制动系统优化途径。研究结果表明:回馈制动最低车速限值越小,制动能量回收率越大;从回收电动汽车能量角度分析,回馈制动比例应有一个有效范围值;在各种循环工况下,具有回馈制动功能时混合动力电动汽车城市客车单位里程的能量消耗可降低10%~25%。     

双电机驱动电动汽车再生制动控制策略研究

以能量回收最大化为目标,提出一种双电机驱动电动汽车再生制动模糊控制策略,通过分析再生制动原理,考虑ECE法规、理想制动力分配曲线、电机、电池功率等约束,利用模糊控制理论确定电机制动所占比例,在保证制动方向稳定的前提下,合理分配前、后轴制动力,协调机电复合制动力。利用MATLAB/Simulink对控制策略进行不同工况下的仿真和硬件在环试验验证,结果表明:所设计的控制策略可实现机电复合制动系统的协调工作,有效延长续驶里程。     

电动汽车复合电源能量管理控制策略

动力电池、超级电容复合电源兼具动力电池和超级电容二者之长,在保证电动汽车良好的动力性和制动性能的同时,避免动力电池承受大电流的冲击和电池频繁充放电,延长电池使用寿命,提高充放电效率。此外,最大限度地回收制动能量,提高整车的经济性。本文对传统的复合电源控制策略进行了归类,并指出了传统控制策略的优缺点,对国内外复合电源的研究及所对应的新型的控制策略做了简述。最后通过分析,提出了今后研究复合电源能量管理控制策略的方向。     

跟驰场景中网联混合电动货车速度规划和能量管理协同控制的研究EI北大核心CSCD

鉴于队列行驶中的网联混合动力货车(HET)的跟驰速度既涉及行车安全、能量需求与分配和电池老化速率,同时又通过车间距,影响气动阻力,以至能耗经济性,本文中提出跟驰场景下综合考虑行车安全性、能耗经济性、气动阻力和电池老化等多个目标的速度规划和能量管理协同控制策略。首先,基于空气动力学量化跟驰安全性。其次,以安全性成本、能耗成本和电池老化成本构成的等效总成本最小化为目标函数并基于模型预测控制构建实时控制策略。其中,采用长短时记忆神经网络对前车速度进行预测,并采用动态规划求解滚动时域内的优化问题。结果表明,协同控制策略能通过抑制动力电池充放电电流来降低电池老化成本,以及借助灵活调整跟驰距离来减小气动阻力并降低能耗成本。与基于人类驾驶模型的跟驰策略进行对比,结果验证了协同控制策略的可行性。     

跟驰场景中网联混合电动货车速度规划和能量管理协同控制的研究

鉴于队列行驶中的网联混合动力货车（HET）的跟驰速度既涉及行车安全、能量需求与分配和电池老化速率,同时又通过车间距,影响气动阻力,以至能耗经济性,本文中提出跟驰场景下综合考虑行车安全性、能耗经济性、气动阻力和电池老化等多个目标的速度规划和能量管理协同控制策略。首先,基于空气动力学量化跟驰安全性。其次,以安全性成本、能耗成本和电池老化成本构成的等效总成本最小化为目标函数并基于模型预测控制构建实时控制策略。其中,采用长短时记忆神经网络对前车速度进行预测,并采用动态规划求解滚动时域内的优化问题。结果表明,协同控制策略能通过抑制动力电池充放电电流来降低电池老化成本,以及借助灵活调整跟驰距离来减小气动阻力并降低能耗成本。与基于人类驾驶模型的跟驰策略进行对比,结果验证了协同控制策略的可行性。     

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。     

纯电动汽车主动进气格栅策略开发及能耗贡献量研究

介绍了一套完整的主动进气格栅整车热管理控制策略平台架构和开发流程,基于多款纯电动汽车试验验证,充分利用大数据研究、理论分析、高低温环境舱试验匹配等手段,完成了对主动进气格栅整车热管理控制策略的正向开发,并结合纯电动车型热泵空调系统完成了整车能耗贡献量对比试验分析。研究表明,新开发的主动进气格栅整车热管理策略在常温、低温环境下均有较好的节能收益,高温环境下可及时响应整车热管理系统的散热需求,同时具备平台化应用的可行性。     

增程式电动车动力电池组低温行车预热策略

为了提高动力电池组低温环境下的放电效率,针对增程式电动车低温行车条件,考虑电池组预热过程中单体温度的不一致及单体排布等因素的影响,进行增程式电动车动力电池组低温行车预热策略研究。采用Chrom_17011充放电测试机及高低温恒温箱对26650磷酸铁锂电池单体进行低温试验与AMESim模型仿真对比的方法验证预热模型的精度,分析发动机怠速为电池组进行预热时,水泵转速、串行通风鼓风量、串行通道单体数量及单体与单体之间的间隙对电池包内入、出口单体温差的影响。通过整车仿真,分析行车预热策略与传统CDCS策略在不同环境温度下对等价燃油消耗量的影响。研究结果表明：在单体排布间距固定和水泵转速为800 r·min^-1的条件下,电池包串行通风风量越大,串行通道入、出口单体温差越小,单体预热时间相对较长,且在串行通风风量不小于3 g·s^-1的条件下,能满足电池包串行通道最大温差小于5℃的要求;环境温度在-20℃时,行车预热策略比CDCS策略等价燃油消耗率降低16.25%,纯电动续驶里程增加9.95 km;其影响等价燃油消耗率的因素有制动能量回收量和内阻消耗量,内阻消耗量是影响等价燃油消耗率升高的主要因素。     

系统综合效率优化的插电式混合动力车辆的能量管理策略

为了提升插电式混合动力汽车(PHEV)的动力系统的真实能效,从综合能效最优的角度,研究了插电式混合动力系统能量管理策略.针对系统综合效率的时变性和耦合性,建立了系统效率评价模型,对电池储存电能的效率进行评价和动态修正,以系统综合效率最优为目标,结合粒子群优化算法,构建了能量管理策略.基于GT-Suite和Simulin...     

电气化背景下电动汽车热管理技术的进步与展望

电动汽车热管理已成为保障车辆宽温域环境适应能力、电池热安全和乘员舱热舒适性等方面的关键技术,同时也对电动汽车的能耗,特别是高低温环境下的整车能耗有着显著影响。随着车辆电气化和智能化的快速发展,与传统汽车相比,电动汽车热管理技术和发展路线在动力系统、空调系统等子热力系统和整车层面都呈现出了明显的差异和巨大的进步。综述了国内外电动汽车热管理技术领域重要的研究进展,阐述了电池、电机、热泵空调等子系统和整车集成热管理系统的技术进步,总结了当前电动汽车热管理亟待突破的技术重点和未来发展趋势。     

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。     

基于相变与液冷耦合的电池热管理系统研究

电池组在高环境温度下以高倍率放电时,电池组温度过高、温差大,极易引发安全问题。笔者针对这一问题设计了一种新的耦合式电池热管理系统。以采用纯石蜡冷却模型作为初始模型,首先探讨不同膨胀石墨质量分数的复合相变材料对于电池组热性能的影响,得出:在30℃的环境温度下,电池组以4C倍率放电时,采用EG质量分数为12%的复合相变材料对电池组进行冷却最优。在最优复合相变材料的基础上引入液冷系统,构建克里格近似模型,采用NSGA-Ⅱ遗传算法对耦合系统寻优,得出的预测结果精度较高误差最大仅为0.21%。利用算法寻优得出的最优解与初始模型相比,电池组最高温度下降5.29℃降幅为11.46%,最大温差下降0.12℃降幅为54.09%。结果表明:相变材料与液体冷却耦合热管理系统对电池组控温效果显著。     

插电式混合动力汽车低SOC能量流试验研究

为制定最优的能量分配策略,对某款插电式混合动力汽车在不同运行工况下的能量流进行分析。通过试验测试了低SOC状态下整车部件能量传递的相关参数,包括:温度、压力、转矩、转速和流量等,之后计算和分析整车的能量分布,并对比了NEDC和WLTC工况下整车能量流向和能量回收率。结果表明,在电池处于低SOC时,WLTC工况下的发动机平均油耗是NEDC工况平均油耗的1.6倍左右;且两种工况下车辆行驶所消耗的能量绝大部分来自于发动机;另外,WLTC工况行驶能量低于NEDC工况,其差值不足1%,但WLTC工况的能量回收率低于NEDC工况,其差值达2.31%。     

Two-phase evaporative battery thermal management technology for EVs/HEVs

Electric vehicle’s motor draws power from battery to meet its power demand in different road profiles. Battery high discharged currents are causes of warming battery’s cells. The temperature of 40 ºC and above reduces battery life span. The rationale of fuzzy controlled evaporative battery thermal management system (EC-BThMS) development from this study is to control the battery temperature in the range of 20 ~ 40 ºC both in charging/discharging modes. The proposed system has been developed with estimating the total cooling loads and thermal behavior of the battery cells. A fuzzy controlling system has been introduced with the EC-BThMS to control the electro-compressor and the expansion valve based on the response of battery temperature sensors.A battery pack of 8.6 kWh equipped EV has been operated with 60 km/h on 0 % gradient and 40 km/h on 5 % gradient in IIUM campus while 130 km/h on 0 % gradient and 50 km/h on 3.67 % gradient in Malaysia International Formula circuit to study the battery temperature profile and percentage of battery power saving. Comparison has been made on the performance of EC-BThMS with air cooling battery thermal management system (AC-BThMS) by using same vehicle. Result shows that EC-BThMS can save energy 17.69 % more than AC-BThM 1 and 23 % more than AC-BThM 2.     

混合动力发动机与动力电池冷却余热双向循环预热

为了提高并联式混合动力汽车发动机和动力电池低温生存能力,探索发动机与电池冷却余热资源的利用新途径,提出了一种基于余热再利用的发动机和动力电池双向循环低温预热的新方法.建立发动机和动力电池余热数值模型,定量分析和研究余热系统的温升特点与温度分布状况,揭示了发动机与动力电池余热的传热规律,设计了基于相变材料的自动双向热控装...