混合动力电动汽车能量管理策略研究进展

面对能源和环境的巨大压力,混合动力电动汽车(Hybrid Electric Vehicle,HEV)成为汽车行业发展的一个重要方向。能量管理是HEV动力系统控制策略的核心,是整车动力性、经济性和驾驶性的重要保障,如何优化管理整车能量和提高能量利用率是HEV面临的重大挑战。首先从多个角度对HEV能量管理问题进行概述,进而对HEV能量管理策略的研究进展及现状进行了全面综述,基于优化式和规则式两个角度列举不同的能量管理策略,分析并总结了不同的能量管理策略的优点及不足。最后综合分析HEV能量管理系统的特点及影响因素,并对HEV能量管理的研究方向进行了展望。     

混合动力列车能量管理策略的优化方法及系统

本文提供一种内燃发电机组加超级电容的混合动力列车能量管理策略的优化方法及系统。包括:能量管理系统、混合动力系统、自动驾驶系统、牵引系统;自动驾驶系统计算列车牵引力Ft*传至牵引系统;牵引系统将牵引力传至牵引电机并作用于列车的轮轴;能量管理系统根据列车的运动状态及混合动力系统能量状态进行合理规划,使混合动力系统在最优状态下工作。混合动力系统为牵引系统提供能量,并将自身的状态信息传至能量管理系统。     

基于模糊控制的混合动力船舶能量管理策略研究

以由燃料电池、超级电容和蓄电池组成的混合动力船舶为研究对象,根据各动力源的特性参数建立混合动力系统数学模型。根据燃料电池、蓄电池和超级电容的动力特性,提出了一种基于模糊逻辑的能量管理策略,借助模糊逻辑控制算法和隶属度函数概念,综合考虑各影响因素(如功率需求,SOC等),从而得到最佳优化方案。通过模糊控制器将蓄电池SOC、超级电容SOC、需求功率输入量模糊化,经过所设定的控制规则来完成能量分配与管理,得到燃料电池、蓄电池和超级电容的输出功率。最后在MATLAB/SIMULINK环境下建立了混合动力系统仿真模型,仿真结果表明:基于模糊逻辑的能量管理策略能实现对混合动力系统能量的优化管理与控制,使船舶安全可靠运行,为实现船舶纯绿色的发展提供技术支撑。     

锂电池与超级电容混合电动汽车系统在环综合测试

利用超级电容的功率密度高及可大电流充放电等特点,提出并设计了锂电池与超级电容双能源电电混合动力系统,建立了基于交流电力测功机的混合动力系统在环综合测试台架。采用70.4V/40A·h的磷酸铁锂电池组与48.6V/165F超级电容模组进行混合,并设计了基于综合测试台架的后向工况测试流程。最后采用UDDS动态工况,完成对基于模糊PID控制的双能源能量管理策略系统的在环测试。测试结果表明,通过混合结构及能量管理策略,锂电池组的充放电电流均限制在1C范围内,超级电容承担大部分电流波动,保护了锂电池组。     

船舶混合动力系统的发展与应用研究

随着社会经济的不断发展，船舶航运在运输体系中的作用日趋明显。近年来，柴油机等运输系统油耗大、污染重等问题不断凸显，船舶混合动力系统的优化发展引起了业内人士的更多关注。因此，本文在探究船舶混合动力系统发展概况的基础上，对船舶动力方案设计和典型架构与运行模式等进行了深度分析，最后针对性地提出了船舶混动系统的多能源系统管理方案，以期促进船舶运输混合动力系统的可持续发展。     

电力推进船舶柴电混合动力系统的研究与分析

随着现代电子电力技术的发展以及电力推进型式船舶的广泛应用,纯电动成为未来船舶的发展方向;电力推进混合动力船舶为电力推进向纯电动发展的过渡方案;文章对船舶混合动力系统的结构组成与特点进行介绍;针对系统的关键技术与研究现状进行分析,如发电源接入技术,能量控制策略以及新型电池等;并对柴电混合动力系统有待发掘的内容与应用前景进行分析。     

基于MATLAB/Simulink的船舶混合动力系统能量管理策略研究

节能减排对于减少船舶运输成本具有重要意义,本文针对串联式船舶混合动力系统能量利用率低的问题,以混合动力船舶节能减排为目的,基于MATLAB/Simulink搭建了混合动力船舶的能量管理的控制策略模型。     

油液混合动力液压挖掘机原理及系统研究综述

该文从混合动力能量源的组成、系统结构型式、能量回收与释放方式等方面阐述了液压挖掘机混合动力系统原理,并对比分析其各自的特点。将油液混合动力液压挖掘机系统以能量释放方式分为扭矩耦合式、流量耦合式的油液混合动力系统,分析其系统原理及控制方法,总结其节能原理及技术难点。在流量耦合式油液混合动力系统分析中,以合流位置的不同,将其分为泵前供油与泵后合流的流量耦合,并针对不同能量源产生的流量耦合问题,阐明基于蓄能器—液压缸型式的油液混合动力系统原理及特性。油液混合动力液压挖掘机的发展方向包括开发适应挖掘机作业工况的高性能且高性价比的新元件、优化能量管理策略及对能量回收对象的进一步研究。     

基于无级变速器的并联式混合动力汽车能量管理策略

针对一种采用金属带式无级变速器(CVT)的并联式混合动力汽车(PHEV),以发动机稳态效率图和电池的充放电内阻曲线为依据,提出基于逻辑门限方法的PHEV能量管理策略,实现混合动力系统不同工作模式间的动态切换。并通过确定不同工作模式中混合动力系统的最佳工作曲线,合理控制发动机和电动机的转矩分配以及CVT的速比。基于ADVISOR仿真平台的仿真研究表明,所提出的能量管理策略能够在满足车辆动力性能指标的前提下有效地降低混合动力汽车的燃油消耗,并能将电池组电池荷电状态(SOC)维持在合理的范围内。     

P2+P4构型混合动力城市客车动力经济性仿真

介绍了一种P2与P4相构型结合的混合动力系统。分析该系统的工作模式,同时使用CRUISE与Simulink进行能量管理策略的建模与仿真,并与其他的客车混合动力系统的动力经济性数据进行比较;结果表明,与其他构型相比,经济性上差异不大、最大爬坡度与0—50 km/h加速性能最优。为混合动力客车发展提供新的技术方案。     

并联式混合动力汽车能量管理策略新分类与概述

针对混合动力汽车(hybrid electric vehicle,HEV)能量管理策略的分类与综述问题,对并联式HEV能量管理策略的研究现状与发展趋势进行了研究。根据能量管理策略是否使用人工智能控制方式或优化算法,对并联式HEV能量管理策略进行了横向分类和综述,纵向梳理了模糊逻辑、神经网络、动态规划与等效油耗最小原理的具体应用方式,分析了多智能体系统应用于HEV能量管理优化控制的可行性和优势。研究结果表明,智能优化控制型能量管理策略是解决HEV量管理问题的有效途径,而智能优化控制方法和驾驶工况预测技术的有机结合是未来的一个重要研究方向;另外,将多智能体技术应用于HEV能量管理优化控制也是一个值得研究的方向。     

增程式混合动力洗扫车能量管理策略研究

针对传统双发动机洗扫车排放差、噪声大、污染严重的问题,采用增程式混合动力洗扫车动力系统,提出了一种稳态分配+动态协调的能量管理策略。通过稳态能量管理对工作模式进行了划分,在此基础上设计了一种基于发动机转速模糊PID+电池下垂控制的动态协调控制方法,该方法以燃油消耗量最优为控制目标,通过控制发动机动力输出和抑制充放电功率波动,从而维持电池充放电平衡,最终实现洗扫车最佳燃油经济性。仿真分析结果表明：和传统双发动机洗扫车相比,采用所设计的控制策略,发动机转速控制平稳,转场模式节油率达到17.7%,洗扫模式节油率达到37.1%,验证了控制策略的合理性。     

压缩空气动力应用的发展现状及展望

提出压缩空气不仅可以作为工作介质，而且可以储存能量作为一种动力源。阐述了常规气动伺服控制系统研究的现状，认为以PWM和PCM调制方式为主的开关伺服控制技术仍然是研究的热点。说明了气动系统节能必须重视压缩空气生产、处理、储存、分配与控制等各个环节，并需根据具体情况采取合适的节能技术和方法。综述了高压气动系统和元件的研究概况，指出高压化是气动系统发展的一个方向。提出绿色气动动力系统，并展望其良好的发展前景。     

并联混合动力电动汽车的模糊能量管理策略

为进一步优化并联的经济性，增强其能量管理策略的鲁棒性，针对高混合率，分析了常用的发动机最优曲线能量管理策略的不足，提出了以功率差、电池组荷电状态和电机转速为输入，以决定电机功率的比例系数为输出的模糊逻辑功率分配策略，在线计算电机所应承担的功率，达到了优化发动机工作点、电机效率和电池组荷电状态平衡的目的。通过整车循环工况前向仿真验证了该模糊策略对车辆经济性和工况适应性的改善。     

液压转向助力系统能耗特性的分析

为了提高汽车转向系统的工作效率,利用在典型路面条件下获得的实验统计数据,详细分析了传统中位开式液压转向助力系统的能量消耗。简单介绍了四种不同工作原理的节能型转向助力系统,提出了未来转向助力系统节能研究的目标。     

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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太阳能混合动力自行车控制策略研究

根据当今世界电动汽车发展的趋势,开展的一种新型混合动力电动自行车的研究,研究对象为太阳能电池/蓄电池混合动力自行车动力系统能源供电的控制策略,着重研究了太阳能电池/蓄电池选配和控制,把能源动力系统仿真模型匹配到原有的整车模型,获得太阳能电池/蓄电池混合动力自行车的控制策略。     

混合动力汽车（HEV）驱动系统的研究与讨论

简单介绍了混合动力汽车（HEV）的概念、类型和原理,并对混合动力汽车驱动系统动力耦合方式做了简单描述;根据驱动系统电机的个数,即双电机和单电机,对比分析了每种混动模式的驱动系统的特点和应用,重点讨论了P2模式下驱动系统的结构形式;并总结了混合动力驱动系统的关键技术以及未来混合动力技术发展方向。     

电-液双源混驱装载机举升系统特性研究

装载机广泛应用于工程建设、抢险救灾等关乎国计民生的领域。普遍采用液压系统驱动与传递动力，但系统能量效率较低，且在装卸货物的过程中存在大量势能浪费，增加了整机燃油消耗和碳排放量。针对上述问题，提出电-液双源混合驱动系统，将电机械执行器的高能效与液压缸-蓄能器高势能回收效率的优势相融合，采用高能效电机械执行器控制系统运动，液压缸-蓄能器平衡系统外负载力并回收利用系统重力势能。文中根据所提电-液混驱系统工作原理，对系统进行了理论分析，进一步搭建了所提系统试验测试平台，对系统的电液功率配比进行了优选，明确了系统的工作与能耗特性。试验结果表明，与原有阀控系统相比，相同工况下所提系统可降低能耗51.7%，峰值功率59.6%。研究成果对工程机械领域“双碳”战略愿景目标的实现具有积极促进作用。     

锂离子电池高精度机理建模、参数辨识与寿命预测研究进展

拥有高能量密度、低自放电率和长寿命的锂离子电池是电动车辆的主要储能单元,其性能直接影响了车辆的动力性和安全性。然而,锂离子电池是复杂的电化学系统,其内部状态具有时变性和不可观测性。此外,电池在使用过程中性能将不断衰减,将给车辆的安全性带来隐患。为保证电池在车用工况下的高效、安全和可靠运行,需要对电池实施有效管理。电池模型是管理算法的理论基础,参数辨识是模型应用的前提,而寿命预测是保证电池安全的关键技术。针对上述实际应用需求,综述了锂离子电池高精度电化学-热耦合机理建模、模型参数辨识和寿命预测的最新研究进展。重点关注宏观电化学模型中模型重构和模型简化两种模型降阶方法,对比分析参数辨识中试验测量和非拆解式辨识方法的特点,全面总结寿命预测中基于模型、基于数据驱动和融合式算法的算法架构。在此基础上,总结现有研究的不足并对未来研究方向提出展望。