混合动力汽车复合电源的设计

在运用混合动力汽车(HEV)电池和超级电容(UCs)的基础上,设计了一种新型的超级电容-蓄电池复合电源的HEV控制系统(包括一个DC-DC转换器)。在高功率需要时,UC通过DC-DC与电机相连。实验结果表明,该复合电源电动车能兼顾蓄电池和超级电容的优点,可以更好地满足电动车启动和加速性能的要求,并能提高电动车制动能量回收的效率,增加续驶里程,降低了起动污染物的排放,提高了燃油的经济性。     

混合动力电动车用高效双向直流变换器的设计

针对传统以蓄电池为动力的电动车存在的问题,提出以超级电容加双向DC-DC变换器为辅助动力源的方案。该方案在弥补蓄电池缺陷的同时,提高了整个系统的能源利用效率,并增加了电动车的续驶里程。在简要介绍了超级电容储能系统的基础上,主要研究和设计了系统中的核心部件—双向DC-DC变换器,分析了双向DC-DC变换器的工作模式和控制策略,并对双向变换器进行了软开关分析。Matlab仿真所得的相应波形验证了方案的有效性。     

基于超级电容SOC的复合电源能量管理研究

混合动力汽车用蓄电池-超级电容组成的复合电源(HES)中超级电容工作状态对蓄电池寿命及HES高效工作至关重要。现有的HES能量分配控制策略普遍存在超级电容回收制动能量不充足,从而难以维持其适时放电的问题。针对现有的HES能量分配控制策略做了相应改进,在原有能量分配控制策略中加入了超级电容荷电状态(SOC)平衡约束条件。在汽车仿真软件Advisor上搭建了HES仿真模型,对其系统性能进行了仿真,结果显示了提出的能量分配控制策略能极大地提高超级电容放电时间,实验结果与仿真结果相吻合。这表明以超级电容SOC平衡为约束的复合电源控制思想的可实践性与优越性。     

基于ADVISOR的混合动力复合电源二次开发

为满足对蓄电池-超级电容复合电源的性能仿真,通过分析蓄电池-超级电容并联工作原理,利用汽车仿真软件ADVISOR对复合电源进行二次开发。给出了复合电源二次开发的结构模型,并提出了模型内部各模块的开发方法。在并联混合动力汽车上对复合电源进行仿真分析。仿真结果表明:对复合电源的二次开发是可行的,且蓄电池-超级电容联合供电使得蓄电池峰值功率得到明显改善。     

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。     

基于模糊控制的电动车双向DC-DC变换器研究

为了延长车辆续航里程,提高蓄电池的使用寿命,使用超级电容作为辅助的能量源,控制超级电容的双向DC-DC变换器对直流母线进行能量的回馈和补充,提高了电动车电源系统效率。根据蓄电池和超级电容的剩余电量及负载瞬态功率需求,提出了一种模糊控制器改善双能量电动车DC-DC变换器性能的方法。模糊控制器根据车辆运行的不同工况,自动地决策出一个合理的输出电流,进而控制双向半桥Buck/Boost式变换器的电流环。实验结果说明了控制系统具有良好的动态性、可行性、有效性。     

太阳能电动车混合储能系统的能量管理策略研究

论文提出了一种适用于太阳能电动车的混合动力储能系统方案,给出了该系统的能量管理控制算法,其核心是分配、协调和优化太阳能、蓄电池和超级电容的能量。该系统包含太阳能电池板、boost变换器、蓄电池、超级电容、双向DC／DC变换器和直流无刷电动机。文中提出了一种新的双向DC／DC变换器的控制方法,能够充分利用超级电容的快速充...     

超级电容剩余容量估计研究

超级电容高功率密度、快速充放电性能可满足电机瞬时功率需求,为混合动力汽车提供稳定的电源供给。剩余容量是判断超级电容在混合动力汽车中使用年限的关键,提出了超级电容剩余容量估计方法。研究了超级电容等效电路,分析等效电路参数,推导开路电压和参数间关系,计算超级电容荷电状态,获得混合动力汽车用超级电容荷电状态的可控范围。构建75%荷电状态变化模型,求得容量退化因子系数,通过平方积分法得到超级电容容量退化因子,由此估算超级电容剩余容量。实验验证了该方法能有效计算超级电容的容量退化因子和剩余容量。剩余容量估计方法的提出为超级电容的使用寿命提供了判断依据。     

电动汽车复合电源系统仿真研究

当前,电动汽车用蓄电池的比能量和比功率还不能达到理想的要求,将超级电容引入到电动汽车的储能系统中,构建超级电容—蓄电池复合电源系统,利用超级电容高功率密度特性弥补蓄电池的不足。综合考虑运用两种储能系统的优缺点,解决了电动汽车续驶里程与加速爬坡性能之间的矛盾。在MATLAB/Simulink环境下对复合电源系统中重要模块进行仿真,测试结果显示,采用超级电容—蓄电池的复合电源系统能发挥其高能量密度和高功率密度特性,从而提高车辆的动力性能和能量利用率。     

超级电容与双电源控制器组合装置的研制与测试∗

介绍了一种用在电动车上的超级电容＋双电源控制器的组合装置,用超级电容和铅酸蓄电池构成电动车双电源,用单片机、传感器和一些低成本电子器件设计制作双电源控制器.搭建了由该组合装置、电动车、数据采集卡和笔记本电脑等组成的测试平台,在平路、上坡和下坡三种工况下进行了现场测试.通过分析、比较测试曲线,该组合装置能够实现根据电流大小进行超级电容的并入或切除,利用两种电源特性上的互补性,高效地回收电动车制动能量,减小铅酸蓄电池大电流充放电的冲击.     

电动汽车无线充电系统的输出功率动态解耦控制

电动汽车无线充电系统动态充电能显著减小电动汽车动力电池的质量与尺寸,但由于动态系统中汽车运行状态会实时改变,因此电池在不同状态下的最优系统输出功率需求不同。系统在非最优输出功率下工作会影响其高效性及可靠性。文中提出电动汽车无线充电系统的输出功率动态解耦控制方法,根据整流电路的动态解耦机理对系统影响较小的特性,保证高效快速调节输出功率。建立了动态解耦控制系统数学模型,得到控制方案的计算因子,通过计算因子实现解耦占空比对输出功率的控制。仿真和实验结果表明,此种动态解耦控制克服了一般调节方式调节慢和效率低的缺点,实现了在动态充电过程中高效快速调节输出功率,优化系统性能。     

某车辆排气系统动态特性计算，测量及分析

为分析某车辆排气系统的动态特性,对其分别利用计算模态分析技术和测量模态分析技术进行了研究,获得了该排气系统的前六阶计算模态参数和测量模态参数。通过对比发现前六阶固有频率计算和测量结果误差小于6.5%,振型基本一致。进而根据计算和测量结果分析了该排气系统动态特性,发现该车辆在发动机怠速与经济转速激励下均不会发生共振,并且分析了该排气系统动态特性设计的薄弱环节。研究方法与结果对于汽车排气系统动态特性设计具有一定指导意义。     

动态车辆称重系统的算法研究

汽车动态称重系统的算法研究是动态称重系统研究中的难点。为了提高动态称重系统的测量精度,对传感器在车辆非停车状态下所得短历程信号进行分析,利用巴特沃斯低通滤波器滤除噪声信号中的高频分量后;采用Levenberg Marquardt优化算法进行最小二乘法拟合,有效的抑制了低频周期随机干扰,实现了载荷的分离;通过载荷分离计算出车辆重量。实验表明,该算法能够提高动态称重系统的测量精度。     

基于ZUPT的车载MEMS惯性系统的混合滤波

针对车载系统在运动过程中运行时间长、动态性能变化频繁、车载导航系统不同的非线性特点,提出通过零速修正方法确定其动态特性。针对动态检测结果提出了混合滤波算法,根据车载导航系统不同的动态特性,特别是在GPS故障的情况下,采用本文提出的滤波方法有效地降低了载体在不同动态特性下的误差影响。实验表明,该方法能有效提高车载系统动态定位,改善由非线性误差导致车载系统误差积累造成的影响。     

RBF神经网络算法在动态称重中的应用

针对高速公路动态检测系统中称重数据的复杂性,将不同的称重数据处理办法做出对比,并提出利用 RBF神经网络对动态称重数据进行处理。文章首先综述性的介绍了车辆动态系统整体构成,之后对径向基函数网络的拓扑结构以及径向基函数中心的选取进行了介绍,最后利以试验台搭建检测平台,通过实验用两轴小车进行以不同的速度通过试验台,采集其动态参数。最后利用采集到的数据,用 MATLAB 进行仿真,验证了径向基函数网络对动态称重数据的处理表现出良好的速度与精度。     

纯电动汽车异步电动机驱动系统的Saber建模与仿真

以长安奥拓为原型车改制成纯电动汽车,在该平台上利用Saber软件进行了驱动系统动力性能的匹配研究。提出了包括三相低电压异步电动机、电压源型逆变器、矢量控制算法以及车辆阻力转矩等子模块的动态模型。     

System Integration and Power-Flow Management for a Series Hybrid Electric Vehicle Using Supercapacitors and Batteries

In this paper, system integration and power-flow management algorithms for a four-wheel-driven series hybrid electric vehicle (HEV) having multiple power sources composed of a diesel-engine-based generator, lead acid battery bank, and supercapacitor bank are presented. The super-capacitor is utilized as a short-term energy storage device to meet the dynamic performance of the vehicle, while the battery is utilized as a mid-term energy storage for the electric vehicle (EV) mode operation due to its higher energy density. The generator based on an interior permanent magnet machine (IPMM), run by a diesel engine, provides the average power for the normal operation of the vehicle. Thanks to the proposed power-flow management algorithm, each of the energy sources is controlled appropriately and also the dynamic performance of the vehicle has been improved. The proposed power-flow management algorithm has been experimentally verified with a full-scale prototype vehicle.      

电动车电池容量及电池管理系统参数化设计

对电动汽车电池容量及个数选择的原则和方法进行了分析和研究,并对电池管理系统进行参数化设计,从而使电池管理系统能够更为精确的对电池运行的各项参数进行监控。以本项目所设计的电动汽车为研究对象,运用上述原则和方法对电动汽车进行电池选型、容量及个数选择,并参数化设计其电池管理系统。实际装车结果表明,根据所述的原则和方法进行选型的电池足以满足电动汽车的最大车速、加速性、爬坡能力、续驶里程等性能指标,参数化设计的电池管理系统可以有效地对电池工作过程中的SOC、总电压、总电流、单体电压、电池温度等参数进行准确实时的监控,确保了电动汽车运行的可靠性和安全性。     

新能源汽车电驱和电机测试台架系统设计与应用

针对新能源汽车车用驱动器及动力电机系统测试的要求,首先对车用永磁同步电机动态特性进行分析,并根据电机驱动器、电机的特点和测试要求进行台架测试系统设计,最后搭建一套完整的台架测试系统进行驱动器和电机的测试与完善。试验结果表明,所设计开发的台架测试系统平台能够稳定可靠运行,满足驱动器厂和电机厂的性能、可靠性和极限的测试需求,具有很强的实用性,对车用动力系统开发具有一定的参考价值。     

Trajectory control of controlled-PM linear synchronous motor magnetic levitation vehicle—FEM dynamics simulations and experiments in mass-reduced-control mode

A novel magnetic levitation train system can be constructed by using a long-stator controlled-PM linear synchronous motor having propulsion and attractive-mode levitation functions and minimum loss. Realizing this system requires simplifying manufacture of the long-stator guideway. In the long-stator on the ground, semiclosed large slots are adapted and designed for one-turn coils of a waveform to be easily installed. The large slots cause the PM LSM detent forces to give strong influences on dynamic operations of the running vehicle. A two-dimensional FEM used for the dynamics simulations is capable of precisely analyzing the detent forces produced between the stator teeth and the PMs. This paper presents FEM dynamics simulations and experiments in mass-reduced-control mode of a 1/2 scale model magnetic levitation vehicle supported by small rubber rollers. The simulation model developed here includes the vehicle speed performance, position sensors and drag force due to friction between rubber roller and rail. The detent force problem in propulsion motion is successfully solved by adapting the feedback control of the vehicle propulsion based on the I₁₀-controlled method. The trajectory control is thus accomplished for the vehicle to follow speed and position patterns. The dynamics simulations are verified from the experiments. The simulation program proposed here enables us to investigate the magnetic levitation train system, including LSM design and vehicle dynamic operations.