混合动力电动汽车综合能量流模型仿真

随着电动汽车技术的发展和综合性能要求的提高,辅助能量系统(Auxiliary power units,APUs,例如,空调系统、动力转向系统、制动系统、发动机冷却系统等)在混合动力汽车中发挥着愈来愈重要的作用.研究辅助能量系统在车辆行驶过程中的能量流变化,可进一步完善整车的综合能量流管理.分析APUs的工作特点,提出基于能耗map图的仿真思路,通过对ADVISOR软件的二次开发,设计APUs的仿真模型,分别建立传统公交车、串联混合动力和并联混合动力城市公交车的综合能量流模型,完善了传统汽车及HEV的仿真模型.在此基础上对APUs对整车经济性的影响进行仿真研究,仿真研究结果表明,电动汽车附件系统在整车能耗上占有相当的比重,在美国城市循环、ECE循环工况和武汉城市公交车循环工况下,公交车辅助能量附件系统能耗比例最大为10%、最小为6.1%.     

微型电动汽车动力性能研究

为研究微型纯电动汽车的动力性能,对比分析了用于电动汽车的几种不同电池和电机,选取了能量密度大、使用性能优越的锂离子电池和体积小、效率高的永磁同步电机组成电动车的能量和动力源.建立了微型纯电动汽车的蓄电池、电机及整车的力学和数学模型,基于ADVISOR软件建立了车辆、电池、电机和整车的仿真模型.根据整车设计技术参数进行车辆行驶性能仿真,选取CYC_ECE循环工况,估算出该工况下车辆的电量消耗及续驶里程,并对动力性能的影响因素进行了分析.对比仿真结果与实车试验结果表明,所建立的模型是合理的,动力系统设计是可行的.     

液压储能式制动能量再生系统的效率计算

为了对履带车辆制动能量进行回收和再利用,根据某型履带车辆传动系统特点,建立了履带车辆液压储能式制动能量再生系统,分析了系统的工作原理,介绍了系统的工作模式。基于踏板行程逻辑门限值的模糊控制策略,分别建立了履带车辆制动工况和驱动工况控制策略,构建了两种工况下的控制系统Simulink模块。对履带车辆辅助制动和辅助驱动工况进行了仿真分析,得出车速、系统压力和燃油消耗率等参数的变化规律。设计并建立了系统模型实验台,对制动能量回收和再利用过程进行了原理性实验,计算了液压储能式制动能量再生系统总效率。通过比较仿真和实验结果,分析了影响系统总效率的因素,得出系统的实际可行性等结论。     

纯电动汽车能量回馈效率特性测试分析

进行高效的能量回馈,可有效延长纯电动车辆续驶里程,而能量回馈效率受到电动机转速、制动转矩、电池组荷电状态等因素的影响。利用电动汽车动力总成性能测试试验台,测试分析电动机转速、制动转矩、电池组荷电状态及电池组温度对能量回馈效率的影响规律;讨论电动机温度对能量回馈时最大制动转矩的限制;参考实车测试数据,设定能量回馈效率特性研究工况范围,对不同电动机转速、制动转矩及电池组荷电状态下的能量回馈效率进行测试;基于实测数据构建能量回馈效率预测模型,并通过台架试验验证该模型的有效性。参考能量回馈效率模型开发控制策略,实车滑行能量回馈过程中,回收能量相对于原车控制策略提高了4.8%,这表明该模型可为高效能量回馈控制策略的制定提供参考依据。     

履带车辆液压储能式制动能量再生系统效率计算与分析

为了对履带车辆制动能量进行回收利用,根据某型履带车辆传动系统特点,建立了履带车辆液压储能式制动能量再生系统,分析了系统的工作原理,介绍了系统的工作模式。基于踏板行程逻辑门限值的模糊控制策略,分别建立了履带车辆制动工况和驱动工况控制策略,构建了两种工况下的控制系统Simulink模块。对履带车辆辅助制动和辅助驱动工况进行了仿真分析,得出车速、系统压力和燃油消耗率等参数的变化规律。设计并建立了系统模型实验台,对制动能量回收和再利用过程进行了原理性实验,计算了液压储能式制动能量再生系统总效率。通过比较仿真和实验结果,分析了影响系统总效率的因素,得出系统的实际可行性等结论。     

基于随机动态规划的混合动力履带车辆能量管理策略

混合动力履带车辆采用发动机—发电机组和电池组混合供电,必须设计满足车辆动力性和燃油经济性约束的能量管理策略。针对串联式混合动力履带车辆,提出一种基于随机动态规划的能量管理策略设计方法。以实车行驶试验数据为目标工况,将驾驶员功率需求抽象为随车速变化的马尔科夫过程。建立发动机—发电机组、电池组以及直流母线功率平衡动态模型。以目标工况中燃油消耗及电池最终荷电状态的偏差作为车辆的优化控制成本函数,建立车辆能量管理最优控制问题。采用策略迭代法求解以发动机转速、电池组荷电状态、车速和驾驶员功率需求为输入、发动机电子节气门为输出的最优控制策略。所得控制策略通过基于前向车辆模型的仿真以及行驶试验验证。结果表明,相对于原发动机多点控制策略,所得最优控制在满足目标工况同时,燃油经济性明显提高。     

基于工况识别的混合动力汽车动态能量管理策略

针对固定循环工况下所制定的混合动力汽车能量管理策略存在一定局限性问题,从ADVISOR软件中选取覆盖车辆实际行驶工况的20个典型循环工况,以整车综合燃油消耗和动力电池寿命为综合优化目标,利用粒子群算法对各工况下能量管理策略中所涉及的关键参数进行了优化,并将得到的优化结果建立数据库,提出了基于行驶工况识别的混合动力汽车动态能量管理策略。最后,通过选择某个随机工况对所制定的能量管理策略进行仿真。结果表明：所制定的动态能量管理策略与未采用工况识别的能量管理策略相比,车辆综合燃油消耗下降10.70%,动力电池温升和平均有效工作电流分别下降2.46℃和1.63A。     

履带车辆液压混合动力传动系统驱动工况仿真分析

为了对履带车辆制动能量进行回收利用,该文介绍了针对某型履带车辆建立的液压混合动力传动系统及其工作原理;分别在AMESim和Matlab/Simulink下建立了液压混合动力传动系统和控制系统模型;利用基于踏板行程逻辑门限值的模糊控制策略,对履带车辆的不同驱动工况进行了联合仿真分析;结果表明,液压混合动力传动系统实现了履带车辆驱动过程的稳定性和对回收能量的有效利用.     

基于Simulink的ISG型客车混合动力系统的仿真研究

针对ISG型混合动力系统结构、控制复杂,传统开发风险高、周期长、成本高等问题,采用后向仿真的思想,应用Simulink仿真工具,对其动力系统完成了能量管理策略的设计与建模,建立了工况输入模型和驾驶员PI控制模型,结合相关理论公式及试验标定数据对其主要部件如驱动电机、发动机、发电机、动力电池进行了模型建立。结合中国城市典型工况,基于功率分配思想提出了以发动机优先驱动优化发动机工作效率的整车能量管理策略。仿真结果研究表明,仿真模型可以准确模拟实车进行循环工况行驶,完成经济性试验和和实时输出各部件工作特性参数的功能,该模型可以作为动力系统能量管理策略研究和部件参数优化的基础,对车辆前期开发阶段快速确定整车控制策略,提高匹配该系统车型的经济性具有重要意义。     

基于模型预测控制的人车路闭环系统建模

为研究驾驶员和车辆在极限工况下的表现,建立了人-车-路闭环系统仿真模型。首先,研究了基于模型预测控制(model predictive control,MPC)的驾驶员模型,利用非线性二自由度车辆预测模型,以使轨迹跟踪误差最小的最优方向盘转角作为驾驶员模型对控制车辆的输入;利用Car Sim车辆动力学仿真软件,对目标车辆进行了参数化建模与实车试验验证。最后,采用双移线工况对建立的人-车-路闭环系统仿真结果进行了验证分析。     

飞轮储能技术原理、应用及其研究进展

飞轮储能是一种研究价值高、应用前景广阔的新技术。文中简要介绍了飞轮储能技术原理、关键技术、应用方向、研究机构等。     

输送能耗对地源热泵系统节能率的影响分析

对地源热泵系统节能率受系统输送能耗影响的问题进行了理论分析,并建立了地源热泵系统节能率与输送能效比之间的关系式。结合3个不同类型地源热泵系统的测试结果,分析了各系统的输送能效比和节能率。指出了降低地源热泵系统输送能耗的技术措施。     

轮胎式起重机串联式混合动力系统研究

起重机提升的货物在下降时为防止自由落体通常使用能耗制动系统消耗大量的机械势能,造成能量的大量耗废。如何将大量耗废的能量进行回收再利用是起重机节能领域研究的热点问题。提出了基于势能回收再利用的轮胎式起重机的油电混合动力系统节能方案,采用简单可靠的串联式混合动力结构,选用超级电容作为储能装置,并描述了该起重机混合动力系统的工作原理。     

飞机液压系统的温度控制方法

该文针对飞机液压系统温度过高产生的危害,分析了飞机液压系统油温升高的原因及影响因素,介绍了飞机液压系统温度控制的方法。     

工程车辆液力机械传动系统的动力性分析

采用液力机械传动可以增强工程车辆对瞬间高强度负载的适应能力,分析了现有工程车液力机械传动系统所存在的问题,并从提高动力性及经济性的角度出发,提出了增加主为速箱档位,设置自动换档和简化液力变矩器的改进方案,所提理论观点对改进工程车辆液力机械传动系统设计具有重要的指标意义。     

太阳能制冷技术的现状与新构想

在回顾现有太阳能制冷技术的基础上，指出了目前在太阳能制冷技术上存在的问题，并提出了一个切实可行的新技术方案，对于促进太阳能制冷技术的产业化具有参考价值。     

新型能量回收式液压举升系统

作者开发了一种带有能量回收功能的重物举升液压系统,已成功地应用于“摇头飞椅”游艺中。该系统在上升过程中通过液压系统将电能转变为机械势能,在下降过程中则将机械势能变成电能输回电网。该系统不仅可以节约能量,而且在重物很重时不用大量散热。     

压缩空气系统节能技术的研究进展

介绍了压缩空气系统的节能技术及其应用,探讨了压缩空气系统行业在节能技术方面的发展前景。压缩空气系统主要节能技术有空压机群系统优化、局部增压技术、管网设计、泄漏检测以及基于流量供给的气动节能理论等,从压缩空气的生产、输送到使用环节,提高系统的能源利用效率,为压缩空气系统节能技术提供有价值的发展方向。     

串联式混合动力城市客车动力系统研究

基于某一公交线路运营试验和车辆运行数据,对串联式混合动力城市公交车WG6120HD各项行驶参数进行了对比分析,得出了城市公交混合动力系统的工作特点。针对该公交线路,采用线路能量平衡和发动机动态功率跟随控制策略来满足线路总能量需求和车辆瞬态功率供给的要求。该策略将能量和功率分开管理,并通过动态耦合,有效协调了公交车功率配置高和平均需求功率低之间的矛盾。运营试验表明：该混合动力系统运行可靠,控制策略合理有效。
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新型混合动力液压挖掘机的能量再生系统研究

尽管在混合动力液压挖掘机中采用液压马达和发电机的传统能量再生系统(ERS)能够再生部分能量,但对要求其拥有大功率的电机和发电动机且再生能量的时间较短。结合电动液压蓄能器的优点,分析了新型电动助力转向器的结构,并提出了一种液压蓄能器工作压强设定方法。为了避免额外能耗、噪声和冲击压强,给出了一种两级压强阈值约束方法,介绍了动臂下降时控制臂架速度,以及臂架停止下落时回收效率的控制策略,建立了具有ERS的混合动力挖掘机实验平台,研究了ERS对能量转换效率和控制性能的影响。实验结果表明,所提出的ERS比传统的ERS具有更好的动臂速度控制性能,当动臂下降时,总势能的45%可以再生,并且发电机和液压马达的功率水平可以降低60%。