融合路况信息的复合电源模型预测控制方法

路况信息是影响复合电源能量管理的关键因素。为提高电动汽车复合电源系统能量管理效率和延长动力电池使用寿命,提出了一种融合路况信息的车载复合电源模型预测控制方法。将未来有限时域内的车辆功率需求纳入控制问题,建立能量管理优化模型,利用二次规划方法对目标函数进行滚动最优求解。与基于模糊控制的能量管理策略相比,模型预测控制策略下的超级电容制动能量回收能力提升了13.7%,动力电池容量衰减速率降低了15.4%。结果表明,融合路况信息的模型预测控制方法能够提高超级电容利用效率,延长动力电池使用寿命,提升复合电源系统能量管理效率。     

并联式混合动力汽车的BP网络实时能量管理

为了提高并联式混合动力汽车(PHEV)的燃油经济性,提出了一种基于BP神经网络的并联式混合动力汽车实时能量管理策略.采用瞬时优化能量管理策略结合多种路况离线仿真得到能量管理规则,利用模糊C-均值聚类对能量管理规则进行分类并提取部分规则作为神经网络的训练样本.训练得到的BP神经网络控制器根据车辆实时工况控制混合动力系统的转矩分配,以实现最优的能量分配.基于ADVISOR的仿真研究表明,与瞬时优化能量管理策略相比,该能量管理策略不仅能够保证车辆的燃油经济性,而且明显提高了能量管理的实时性.     

一种混合动力汽车ISG系统用低压复合电源

为提高混合动力汽车(hybrid electric vehicle,HEV)起动发电一体化(integrated starter and generator,ISG)系统用电源的工作性能,提出了一种由超级电容器与蓄电池直接并联,并通过双向DC-DC功率变换器向ISG升压供电的低压复合电源方案,充分利用蓄电池比能量大和超级电容器比功率大的性能,蓄电池作为能量存储模块主要为车载低压用电设备提供电能,超级电容器作为功率缓冲单元瞬时释放功率和回馈能量,两种电源优势互补,使得ISG系统的起/停控制快、能量再生利用好、动力辅助性强等优越性能可较大程度地得以实现,并增加车载低压蓄电池的使用寿命。仿真结果验证了所提出复合电源的有效性。     

移动机器人复合电源系统的能量管理研究

针对移动机器人蓄电池-超级电容复合电源系统提出了基于模糊逻辑的能量管理控制策略,该策略充分地利用了蓄电池的高比能量和超级电容的高比功率的特性,使超级电容承担瞬时大功率,蓄电池承担长时间的平均功率。通过建立复合电源系统的模型进行仿真研究,仿真结果表明该策略有效地提高了机器人的动力性能,以及延长了蓄电池的使用寿命。     

车载复合电源回馈制动的模糊控制方法研究

针对混合动力汽车续航能力不足的缺陷,采用蓄电池与超级电容结合的复合电源作为车载电源,并在汽车制动过程中对车载电源进行充电。以"电容电量低,电池少充电;电容电量高,电池多充电"为原则,采用模糊控制策略对回馈能量进行管理。在Matlab/Simulink中搭建模糊控制下的车载复合电源回馈制动模型。仿真结果表明,该方法能够有效管理回馈制动过程的能量分配,延长汽车续驶里程,改善汽车燃油经济性并减少排放。     

列车车载复合电源的能量管理策略研究

为保证电网断电情况下列车正常运行,研究了一种同时具有高比功率和高比能量的复合电源系统,并提出了一种混合动力列车能量管理功率流分配策略。在Matlab/Simulink下,对列车运行中复合电源系统的各种功率需求进行了仿真。仿真结果表明,在功率流分配策略的控制下,蓄电池和超级电容器充分发挥各自优点,复合电源系统能够满足负载的各种功率需求;同时,复合电源系统能够充分吸收回馈能量,提高能量利用率;整个仿真过程中,蓄电池SOC维持在合理范围,避免了深度放电。     

储能式有轨电车能量管理策略多目标优化

研究了以电网、动力电池和超级电容为动力电源的储能式混合动力有轨电车。首先介绍该类有轨电车的混合动力系统结构,提出一种基于系统工作模式的逻辑门限式能量管理策略,通过多个控制参数实现工作模式的切换。针对能量管理策略中控制参数的不确定性,将整车车载电源的最小配置成本以及列车运行的能耗、准时性、准地点停车作为优化目标,应用多目标遗传算法对影响列车动力性能的主要能量管理策略控制参数进行了优化分析。结果表明,优化后列车的牵引运行能耗减少了约6.8%,再生制动能量的回收率提高了约2.4%。同时,通过优化得到了电源的最小配置,为电源的冗余配置提供参考。     

基于动态规划的HEV复合储能系统效率最优控制策略

对复合储能(蓄电池与超级电容构成)混合动力汽车(HEV)的系统效率进行较为详细的分析,充分考虑系统各部件的效率,提出基于动态规划全局最优控制策略,在不降低原HEV燃油经济性的前提下,较非线性比例因子功率分配控制策略,电池循环次数进一步降低,其循环寿命得到有效改善,以上海工况为例,再生制动能量回收比例提高了3%。此优化算法考虑了各子系统的效率,可以取得选定工况下的效率最优,可为非线性比例因子分配策略中比例因子的确定提供参考。     

Plug-In并联式混合动力汽车实时优化能量管理策略

能量管理策略是混合动力汽车的核心技术之一,其品质直接影响车辆的动力性、经济性和排放性能。首先制定了基于确定性规则的Plug-In并联式混合动力汽车能量管理策略;然后,为了提高车辆的燃油经济性,设计了电池能量观测单元,并对等效燃油消耗最小策略进行改进,提出了适用于Plug-In混合动力汽车的实时优化能量管理策略。研究结果表明,该能量管理策略显著提高了Plug-In并联式混合动力汽车的燃油经济性。     

基于双层模糊控制的汽车能量管理系统研究

为实现整车内部能量管理的精细化和智能化,建立了一种基于LIN总线的车载能量管理系统,给出了该系统的电子架构、制动能量回收策略和蓄电池荷电状态(SOC)分区原则;在此基础上,提出了汽车驾驶意图预测和发电机控制的模糊化方法,设计了一种基于双层模糊逻辑控制的汽车能量管理电子控制单元(ECU)。仿真实验结果表明:该能量管理ECU能够根据蓄电池SOC和汽车驾驶意图,动态调节车载发电机的输出电压,车辆的动力性能和燃油经济性得到了有效的提高。     

基于斑点鬣狗优化算法的多储能混合系统管理策略

本文为了管理和分配基于混合质子交换膜的燃料电池、蓄电池储能和超级电容器之间的功率分配,以改善多储能混合系统的性能并减少燃料消耗量为目标,提出一种基于斑点鬣狗优化算法的多储能混合系统能量管理策略,并将本方法与黑猩猩优化算法、基于人工生态系统的优化算法、海鸥优化算法、黑雁优化算法和郊狼优化算法进行了比较,结果表明,相对于其...     

纯电动汽车蓄电池-超级电容复合能源系统研究

为弥补现有纯电动汽车单一能源的不足,采用蓄电池为主超级电容为辅的复合能源系统,通过对车辆动力性、续驶里程、制动能量回收等约束的分析,对复合能源进行参数匹配;考虑超级电容电压与其容量和效率的关系,将超级电容电压、蓄电池SOC和车辆需求功率作为输入量制定模糊控制策略;为避免一次行驶路况结论的片面性,在UDDS路况进行多次循环仿真直至蓄电池放电结束。结果表明,所采用的蓄电池——超级电容复合能源系统参数匹配方法和模糊控制策略能够很好的满足纯电动汽车在完整放电行驶中对能源系统能量和功率的需求,能够有效回收利用再生制动能量,提高能源系统效率,提高车辆动力性能和经济性能,起到延长蓄电池使用寿命的作用。     

基于模糊的氢燃料电池时序采样能量控制方法

氢燃料电池汽车的能量管理系统对燃料电池寿命、耐久、经济性等性能起着重要作用。 在对经典模糊控制策略的改进 基础上,解决控制策略存在的燃料电池输出功率变载频繁的问题,以时序规则进行优化设计,根据燃料电池运行特性、工作效率 点以及道路工况具备的特点提出了一种基于时序周期采样的控制策略,通过对车辆搭载燃料电池和动力电池输出功率的控制, 完成能量管理策略优化。 针对一款实际运营的燃料电池公交车在等速工况和中国典型城市公交循环工况下,使用不同控制策 略时的氢耗、燃料电池输出功率状态、动力电池荷电状态变化等数据进行分析,发现设计的控制策略能有效降低燃料电池变载 次数,提高燃料电池使用寿命,在氢耗方面比功率跟随策略、开关控制策略有明显优势,在初始动力电池荷电状态为 60%条件 下,后两者策略氢耗分别增加了 3. 98%和 27. 88%。     

插电式混合动力汽车双模糊控制策略及其优化

提出一种免疫遗传算法优化的插电式混合动力汽车双模糊控制策略。采用模糊控制方法,分别以发动机工作区间最优和制动能量回收最大为原则,建立了能量管理驱动控制策略和制动控制策略,并根据两者的耦合关系将它们组合成整体控制策略。通过将免疫算法的多样性选择算子、疫苗注射算子、免疫检测算子引入遗传算法,并对疫苗的选择和注射方式予以改进,构成新的免疫遗传算法,应用该算法对控制策略进行了兼顾油耗和排放的多目标优化。仿真结果表明:所提出的双模糊控制策略能实现汽车能量的合理分配,优化后的油耗和三种排放物的排放分别降低了14.01%、12.27%、11.81%和20.34%,且优化结果明显好于遗传算法的结果。     

基于HEV再生制动超级电容参数研究

受体积限制,混合动力电动汽车携带的动力型蓄电池数量有限,且蓄电池功率密度较低,导致其一次充电行驶里程相对较短。为提高能源利用率,延长混合动力电动汽车的一次充电续驶里程,提出了基于DSP2812复合电源驱动系统,并根据制动模型设计了复合电源系统超级电容的参数,并对复合能源系统进行了实验研究。     

Modeling and simulation for hybrid electric vehicles. I. Modeling

A model for the hybrid electric vehicle (HEV) powertrain simulation has been constructed with a specific power control strategy for an electric-assisted HEV in parallel configuration. The HEV was built by the University of Tennessee, Knoxville. Experimental procedures and data analysis for characterizing power output from the battery and the auxiliary power unit (APU) are presented. The model is implemented based on the empirical formulation and power control scheme, a power control strategy by means of throttle position. It also incorporates regeneration and regenerative braking for battery capacity recovery. The model allows for real time evaluation of a wide range of parameters in vehicle operation as a HEV, a pure electric vehicle, or as a conventional vehicle.     

考虑削峰填谷的电气化铁路混合储能系统容量优化配置

随着我国电气化铁路的快速发展,能耗问题日益突出,极大影响了铁路的运营效益。为提升铁路的经济效益,通过混合储能系统实现再生制动能量的回收利用,在此基础上,提出了一种考虑削峰填谷的电气化铁路混合储能系统能量管理策略,通过控制储能的充放电阈值实现对铁路负荷的削峰填谷。基于此能量管理策略建立电气化铁路混合储能系统全寿命周期的经济性优化模型,以储能充放电阈值与容量配置参数为优化变量,以全寿命周期的最大净收益为优化目标,对混合储能系统经济性进行优化。采用改进的粒子群优化算法求解具体算例。通过算例分析与方案对比,验证了所提方法的有效性。     

串联混合动力城市客车整车控制器设计与实现

针对串联混合动力城市客车的整车协调控制问题,设计了整车控制器（electronic vehicle controller unit,EVCU）与能量优化管理策略。整车控制器以Freescale公司32位微控制器MPC5534为核心,实现了数字I/O、模拟量采集、以及CAN总线通信。能量优化管理策略以整车油耗优化为核心目标,根据驾驶员操作意图和动力电池荷电状态,实时优化动力蓄电池充放功率,提高能量利用率,实现整车典型城市工况下节油率达到30%。试验测试和实车路试表明,该控制器运行稳定、可靠,达到了预设的节能效果。