基于超级电容器储能的交直交变频驱动系统制动能量综合回收利用方法研究

交直交变频驱动系统已经在工农业生产中得到了广泛的应用,但是大部分都采用能耗制动,造成了能量的巨大浪费。采用超级电容器储能的制动能量回收利用系统,能够在电机制动时回收制动能量,并在电机启动或加速时释放出去,从而实现能量的节约利用。然而,该方案存在储能容量配置较大、价格昂贵等缺点,制约了其推广应用。该文以提高制动能量回收利用系统性价比为目标,提出制动能量综合回收利用方法以及超级电容器储能单元储能量和充放电变流器功率优化设计方法,设计交直交变频器、储能单元、制动电阻之间无需通讯线的协调控制策略,并通过在石油钻机上的示例分析和仿真验证所提方法的正确性和有效性。     

电动轿车制动能量回收效率与踏板感觉协调控制研究

围绕能量回收效率和制动踏板感觉,对最大回馈效率制动力分配策略、最佳制动踏板感觉制动力分配策略以及兼顾回馈效率和制动踏板感觉的制动力分配策略展开研究。按电机回馈制动力与液压制动力协调方式的不同将制动过程分为电液协调准备阶段、电液协调控制阶段和回馈制动撤除阶段。分别选取电液协调准备阶段和电液协调控制阶段作为评价能量回收效率和制动踏板感觉的特征工况段,并定义制动踏板感觉波动度来度量制动踏板感觉的波动程度。实车试验结果表明最大回馈效率策略的制动能量回收效率最高,但制动踏板感觉较差;最佳踏板感觉策略的制动踏板感觉最好,但能量回收效率最低;回馈效率和踏板感觉兼顾策略的踏板感觉良好,且相比最佳踏板感觉策略而言,将制动能量回收效率提高了9.42%。     

电动汽车电机制动强度研究

对全桥调制下无刷直流电机的制动强度进行分析,根据荷电状态数与需求制动强度进行防抱死工作模式判断,提高电机制动强度。建立了单轮车辆动力学模型,设计了电机制动ABS双闭环控制系统,系统外环采用基于模糊变结构的滑移率控制,内环为三角波跟随实现占空比调节的电流环控制。对多种路况下电机防抱死制动性能进行仿真实验,结果表明:电机能够提供较大制动强度,制动强度提高增加了反接制动所占时间,导致能量回收效率降低;设计的双闭环制动系统稳定性好,反映快速,实现了高性能的电机再生制动防抱死。     

电动汽车用永磁无刷电机回馈制动技术研究

介绍了电动汽车用永磁无刷电机在回馈制动工况下的控制原理,对两种不同的升压斩波方法进行了分析评价,提出了一种基于电机特性的制动能量回收的控制策略.实验结果表明,该方法可简便、有效地实现电动汽车的电气回馈制动,进而提高电动汽车的能量利用率.     

分布式电驱动车辆回馈制动控制策略研究

回馈制动能有效提高分布式电驱动车辆的能量效率。论文分析了分布式电驱动车辆回馈制动系统的结构、电机的性能及制动法规的约束条件,提出了基于非线性规划方法的最大能量回馈制动控制策略,并结合回馈制动系统的特性分析了制动力分配的特点。通过仿真分析了典型制动过程及典型工况循环的制动能量回收效果,结果表明,与理想制动力分配策略相比,本文提出的回馈制动控制策略能获得更高的能量回收效率。     

一种开关磁阻电机驱动系统绕组能耗制动方式研究

针对基于整流桥交流供电的小惯量开关磁电机驱动系统,为了避免开关磁阻电机(switched reluctance motor,SRM)再生制动运行时能量回馈对母线器件的冲击,本文采用了一种SRM绕组能耗制动方法,将制动产生的能量消耗在电机定子绕组上,通过对SR电机绕组能耗制动深入分析和仿真计算,提出了一种开关磁阻电机绕组两相直通绕组能耗制动控制方法,无需专门制动电阻泄放回路,在保证安全快速制动的前提下,简化了驱动系统的结构。以一台基于整流桥供电的四相8/6开关磁阻电机为应用对象,阐述所提方法的具体实施办法。研究结果表明该方法既可以产生必要的制动转矩,又可以避免制动能量回馈对母线电子元器件的冲击,提高了制动过程的可靠性和安全性。     

电池驱动id=0控制下永磁同步电机能量回收的研究

分别讨论永磁同步电机基于id=0控制下发电模式和制动模式两种能量回收情况,给出发电模式下的能量回收功率的计算公式,分析制动模式下能量回收效率受到影响的原因.提出应用单位矩阵解耦法可以提高能量回收效率,并与传统解耦方法进行了分析对比,说明了单位矩阵解耦法在提高系统能量回收效率方面的优势.最后,通过仿真以及实验验证了文中的理论分析结果.     

电动汽车用高效回馈制动控制策略

为了提高电动汽车再生制动能量的回收和利用效率,在分析电动汽车典型循环工况制动时驱动电机的工作特点,并在同步旋转坐标系下考虑铁损的感应电机动态数学模型制动时能量转换关系的基础上,提出了基于损耗模型的高效制动效率优化控制策略。根据制动时的车速和制动转矩需求,重新分配感应电机的转矩和励磁电流,并结合给出的电动汽车前后轮制动力分配方案,可实现制动能量的高效回收利用。通过仿真软件ADVISOR中的对比仿真结果验证了控制策略的有效性,制动能量回收率有明显改善,提高了电动汽车电驱动系统效率,有利于合理利用其有限的能量延长电动汽车续驶里程。     

基于轮毂电机的电动汽车再生制动研究

基于轮毂电机驱动的电动汽车的结构特点以及轮毂电机低转速、高转矩的特点,提出了轮毂电机再生制动方法。为了恢复最大制动能量,在中等强度制动条件下通过轮内电机输出车辆减速的所有制动转矩。由AMESim软件建立液压制动系统和轮毂电机驱动系统的车辆动力学模型。通过NEDC循环和FTP75循环对车辆驾驶条件进行了仿真。仿真结果表明:采用轮内电机制动方式,制动能量回收率显著提高,电动车的能源效率提高30%以上。     

基于制动速度优化策略的新型供电方式有轨电车再生制动能量回收方法

该文提出一种基于车辆动力源为燃料电池与超级电容的新型供电方式的混合动力有轨电车制动能量回收方法,该方法中在制动阶段综合考虑车辆电机制动特性曲线、最大减速度要求、制动距离、超级电容吸收能力以及舒适度等系统指标,优化得到一条车辆制动速度线,车辆在该速度曲线运行时燃料电池消耗能量减少7.45%,制动电阻消耗能量减少7.93%,而且超级电容回收制动能量提高7.83%。该方法通过改变制动速度从而改变制动功率,进而减少了制动电阻上的功率消耗,提高了超级电容的回收能量。同时,该方法中车辆在牵引阶段采用基于庞特里压金极小值原理的能量管理方法不仅使系统瞬时氢耗量达到最低,同时保证了超级电容始末时刻So C保持一致,达到了对运行过程中超级电容So C调控的目的。     

Optimum design of a regenerative braking system for electric vehicles based on fuzzy control strategy

A regenerative braking system (RBS) can prolong the driving distance of electric vehicles by converting mechanical energy into electric energy. In this paper, an RBS based on fuzzy control strategy is proposed. By analyzing the characteristics of all factors, under the assurance of safety and stability during braking conditions, a fuzzy control model was established in the MATLAB/SIMULINK environment and verified by using simulation software Advisor2002. In order to recover more energy, the control model was optimized by the Taguchi method, and a new fuzzy control model was established and simulated. The simulation results show that by using the optimized fuzzy control system, more braking energy can be recovered and that the energy recovery efficiency can be increased. © 2016 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

HEV再生制动控制策略的研究

制动能量回收是电动汽车的一个重要特性,也是电动汽车能实现经济性的重要方面.分析了制动能量回收过程中的限制因素,然后通过对整车系统结构以及再生制动控制策略的设计,削弱并解决了这些因素对制动能量回收的限制,以达到设计目的.最后进行道路试验,试验结果表明:在多模式驱动下该新型混合动力的再生制动系统可以回收总能量的25%,延长...     

一种电动汽车能量高效回馈制动方法

为提高电动汽车的能量利用率,提出了一种将可变电压系统作为电机驱动系统实现能量回馈的方法,利用可串并联切换的超级电容器组与双向直流功率变换器相结合,采用了2种回馈制动模式的控制策略,提高了电机到驱动系统电源之间能量流的传递效率和变换效率,实现了速度大范围变化的能量回馈。与常规制动方法相比,上述方法具有驱动系统体积小、成本低、能量回馈效率高的特点,通过计算机仿真对采用不同回馈制动方法时的3种情况进行了对比分析,仿真结果验证了该方法的可行性和有效性。     

开关磁阻电机双向控制系统的研究

研究了一种新型开关磁阻电机双向控制系统,介绍了开关磁阻电机的发电,电动工作原理.基于电动汽车的运行特点.分析了其数学模型,并确定控制策略,采用H桥式功率主电路,运用电流和电压两种斩波控制方法.最后对样机进行实验研究,在电动和发电两种状态,系统运行稳定、性能良好,从理论和实践上为电动汽车的制动能量的回收提供了可行性方案.     

大负载惯量下无刷直流电机快速退磁制动研究

为在大负载惯量条件下获得更优的无刷直流电机制动效果,提出一种新颖的快速退磁制动方法。基于在浮相绕组上施加最大反向电压可以实现快速退磁的原理,设计出快速退磁制动时上下桥臂功率管的导通时序和PWM信号的施加位置。直接和间接实验结果皆验证了快速退磁制动方法的有效性,并将其与电机自由停止、能耗制动的制动效果进行了对比研究,对比实验结果表明所提出的快速退磁制动方法的优越性。     

并联式混合动力汽车再生制动控制策略研究

为提高并联式混合动力汽车(Parallel Hybrid Electric Vehicle,PHEV)再生制动能量的回收率,该文对PHEV制动力进行了分析,提出了再生制动控制策略。该策略不但能够合理分配前后轮制动力,而且能够合理分配后轮液压制动力、电机制动力和发动机反拖制动力,在保证制动性能的前提下,使电机能够最大限度的回收制动能量。仿真结果表明了所提方法的有效性。     

城市轨道车辆制动能量回收系统设计及分析

城市轨道车辆运行过程中频繁的启动、制动过程,制动能量相当可观。研究各种制动能量回收方法,是轨道交通节能的主要方式。给出了一种基于超级电容的制动能量回收系统设计方案,电机再生制动时制动能量通过特殊设计的制动单元存贮于超级电容中,用于列车照明和空调供电。为了验证该设计方案,开发了相应的试验平台,并对实验数据进行了分析,试验结果表明该方案可以有效回收制动能量。     

SRM驱动型电动自行车再生制动控制策略研究

从开关磁阻电机(SRM)的再生制动运行特点及城市典型工况的制动能量分布出发,针对当前铅酸蓄电池能量密度较低的情况,提出了一套适用于电动自行车(EB)能量回馈的制动控制方案。在此基础上开发了整套EB系统,并解决了低速外转子SRM优化控制的关键问题。理论和实践表明,在角度位置控制和PWM控制的基础上,该外转子SRM达到了预期的指标,具有优良的再生制动性能,这对开拓SRM的应用领域,早日进入国内电动车市场具有重要的意义。