基于ARM的电动汽车制动能量回馈系统的研究

针对电动汽车制动能量回馈系统,提出了利用超级电容作为储能元件来实现电动汽车再生制动能量的回收利用.设计了针对NXP公司的LPC2400系列ARM,应用脉宽调制PWM控制技术,实现了电动汽车超级电容再生制动控制系统.调试结果表明,在模糊PID控制下再生制动控制器响应效果良好,而且双向DC/DC变换器的控制算法和储能系统是影响制动能量回收的两大因素.验证了系统的软硬件设计能够很好地回收电动汽车的再生制动能量.     

混合动力汽车再生制动系统的建模与仿真

再生制动系统是混合动力汽车和电动汽车特有的系统.可以将汽车制动过程中消耗的汽车动能和势能通过电机发电的方式储存到电池中,在启动和加速过程中加以利用.提出了一种再生制动系统的结构和并行制动力分配下的再生制动控制策略,建立了再生制动系统中主要元件的数学模型.为了验证该再生制动系统的性能以及工作可靠性,在MATLAB/Simulink平台上,以改装混合动力汽车夏利TJ7100为基础样车,通过试验数据和数学模型相结合的方式建立再生制动系统的仿真模型,最终得出仿真计算结果,以此来验证该系统.考虑汽车在市区频繁的启动/停车、加速/制动,选择市区十五工况进行仿真.仿真结果表明,有效能量回收效率为17.2%,明显改善了该车的燃油经济性,并减少了排放污染,验证了提出的再生制动系统结构及其控制策略的合理性,为以后对电动汽车的研究打下了坚实的理论基础.     

并行再生制动控制策略仿真研究

再生制动系统是混合动力汽车和电动汽车特有的系统.该系统可以将汽车制动过程中消耗的汽车动能和势能通过电机发电的方式储存到电池中,在启动和加速过程中加以利用.装备有再生制动系统的汽车在制动时,主要由前轴摩擦制动力、后轴摩擦制动力和再生制动力三个力作用.提出一种控制策略来解决这三个力的分配问题,结合Saturn SL1车型,在市区十五工况下进行了仿真,结果表明,并行控制策略既可以达到制动安全性的要求又可以达到最大限度的回收制动能量的目的.     

基于DSP的再生制动能量吸收装置控制器的设计

介绍了一套基于DSP的电阻耗能与逆变回馈相结合的再生制动能量吸收装置,主要阐述了装置中控制器模块的基本原理、设计方案和技术重点,并在实际城市轨道交通线路上进行了试验。结果表明,该套再生制动能量吸收装置能较好地吸收制动能量并回馈电网,有效限制了牵引网电压的上升。     

采用再生制动的地铁时刻表节能优化研究

地铁运行的主要成本是电能消耗,如何降低地铁运行能耗是建设绿色城市的重要课题.本文从列车运行时再生制动产生回馈电网能量出发,建立采用再生制动的地铁列车运行能耗模型.进而,将地铁运行节能问题转化为地铁列车时刻表优化问题,并引入列车运行约束和混合逻辑动态模型约束将该问题建模为一个非线性混合整数规划问题.本文设计了分解协调优化算法,以列车停站时间和发车时间间隔作为优化操作变量进行优化.从仿真结果可知,以不同的操纵变量进行优化均能有效提高再生制动能量利用率,且分解协调算法的求解结果优于传统的模拟退火算法.     

重载铁路牵引供电再生制动能量调度系统研究及应用

重载铁路再生制动能量丰富但利用率低,馈能的电能质量和经济效益差。为实现降本节能,文章提出一种重载铁路牵引供电再生制动能量调度系统方案,其在分区所安装能量调度装置,实现相邻的变电所间再生制动能量调度。为实现能量调度装置最大节能效果,文章重点分析变电所牵引能量特性,并基于变电所间能量调度间歇工况特点,在能量调度装置功率调度间歇期,封锁多重化变流器脉冲输出,从而减少能量调度装置空载损耗。现场实际工程应用表明,再生制动能量调度系统反向电量利用率在50%以上,减少了2%以上牵引供电系统正向用电量,从而减少铁路供电部门电费支出。     

共牵引变压器双线圈接入式中压能量回馈系统研究

针对不同种类的城市轨道车辆再生制动能量回馈装置,对其能量回馈系统进行方案的比较,其中低压回馈系统由于受到电压配电变压器容量的限制及对低压配电网的影响,再生制动能量的利用率很低;而目前主流的中压能量回馈系统需要专门配置中压开关柜和中压变压器等设备,虽取得了良好的节能效果,但在初期投资较大,在占地面积、成本等方面仍有优化空间。文章提出了共牵引变压器双线圈接入式中压能量回馈系统的方案,详细分析了共牵引变压器的中压能量回馈装置的系统参数,并对该方案进行了系统仿真计算和样机挂网试验,结果验证了方案的可实施性。     

基于电机辅助的纯电动汽车模式切换控制策略

为了提高纯电动汽车动力系统的工作效率,提出了一种基于电机辅助的纯电动汽车模式切换控制策略。首先,在传统纯电动汽车结构基础上配置一个小功率电机,得到一种双电机型纯电动汽车;其次,在双电机型纯电动汽车各驱动和各再生制动模式下,对其动力系统进行动力学分析和能量平衡分析,得出了系统在各模式下的工作效率模型;然后,以使动力系统工作效率最大为原则,制定了模式切换控制策略,确定了车辆的目标运行模式和两电机的目标转矩;最后,在Advisor仿真平台CYC_NEDC循环工况下,对该模式切换控制策略进行仿真,结果表明,与传统纯电动汽车相比,该控制策略使动力系统的工作效率提高了约6%。     

并联式混合动力再生制动系统控制策略研究

再生制动系统是混合动力汽车的一个特点.为了最大化地使用再生制动系统,提高能量回收效率,针对混合动力汽车的制动系统制动力分配问题进行研究,在分析传统汽车制动原理的基础上,结合混合动力汽车制动新特点,提出了一种用于并联式混合动力再生制动系统的制动力分配控制策略.然后,对比不同条件下的制动力分配情况,采用AVL - Cruise与Matlab联合仿真.结果表明,综合考虑制动强度、附着系数及电机特性的制动控制策略,可以合理地分配制动力,最大化地提高再生制动系统的利用效率.     

电梯混合能源节能系统的集成控制研究

为了实现电梯最大程度的节能,建立了一种基于电网、太阳能、蓄电池、超级电容器、回馈能量等混合能源管理的电梯集成控制节能系统模型。运用基于混沌系统的模糊神经网络预测控制策略,对节能系统中各能量间的DC/DC控制模块开关变量参数进行预测控制,实现混合能源的合理自动调配和综合利用。在典型工况下,运用Matlab软件对模糊神经预测控制算法进行仿真。仿真结果表明,该控制策略能够满足电梯混合能源节能系统集成控制要求,达到节能降耗的目的。     

Electro-mechanical Braking Method in Hybrid Electric Vehicles Based on Feedback Control Theory

In this paper, the hybrid electric vehicle braking process is researched, by using variables consists of HEV speed, motor speed, and state of charge established, fimctions of mechanical braking force, regenerative braking force and efficiency of energy recovery are constructed, and the control goal is to maximization the energy recovery efficiency. Under the feedback control strategy, with the constrain condition of braking strength and braking stability, combining experiments in ADVISOR, in different experiments of different working conditions, we can see that in UDDS Cycle, the regenerative braking efficiency is the best. What＇s more, compared with strategies in ADVISOR, strategy proposed in this paper is obviously better.     

Real-time optimization of energy consumption under adaptive cruise control for connected HEVs

This paper presents a real-time energy optimization algorithm for a hybrid electric vehicle (HEV) that operates with adaptive cruise control (ACC). Real-time energy optimization is an essential issue such that the HEV powertrain system is as efficient as possible. With connected vehicle technique, ACC system shows considerable potential of high energy efficiency. Combining a classical ACC algorithm, a two-level cooperative control scheme is constructed to realize real-time power distribution for the host HEV that operates in a vehicle platoon. The proposed control strategy actually provides a solution for an optimal control problem with multi objectives in terms of string stable of vehicle platoon and energy consumption minimization of the individual following vehicle. The string stability and the real-time optimization performance of the cooperative control system are confirmed by simulations with respect to several operating scenarios.     

液压混合动力履带车辆联合制动模糊控制

针对液压混合动力履带车辆联合制动系统,为了实现制动过程平稳性,提出了基于制动力分配原则的模糊控制策略.首先在MATLAB中建立了能量再生制动系统和机械制动系统以及车辆动力学仿真模型,然后设计了以制动力分配系数为控制变量的联合制动模糊控制器,给出了模糊控制规则,建立了控制系统仿真模型,并在不同制动强度条件下对车辆制动过程进行仿真.仿真结果表明,联合制动模糊控制系统能够有效回收制动能量,同时与PID控制相比明显改善和提高了履带车辆制动过程稳定性.     

电动汽车电-液并联ABS制动系统能量回收研究

为了提高续驶里程,针对某款越野车改装的电动汽车制动系统,提出一种基于ABS的电-液并联制动系统。此系统采用固定比例的前后轴制动力分配方式,结合恒定充电电流与最大回馈功率复合的再生制动控制方式,以基于滑移率的PID控制ABS系统来调节电、液制动力比例,在确保制动安全可靠的同时实现制动能量回收。根据上述理论建立数学模型,并利用AMESim和Simulink进行联合仿真,在3种典型工况下分析制动性能和能量回收效率。结果表明：基于ABS的电-液并联制动系统综合制动性能良好,且3种工况下的一次制动最小能量回收效率分别达到28%、28%和11%。     

Evaluation of antilock braking system with an integrated model of full vehicle system dynamics

Antilock braking system (ABS), traction control system, etc. are used in modern automobiles for enhanced safety and reliability. Autonomous ABS system can take over the traction control of the vehicle either completely or partially. An antilock braking system using an on–off control strategy to maintain the wheel slip within a predefined range is studied here. The controller design needs integration with the vehicle dynamics model. A single wheel or a bicycle vehicle model considers only constant normal loading on the wheels. On the other hand, a four wheel vehicle model that accounts for dynamic normal loading on the wheels and generates correct lateral forces is suitable for reliable brake system design. This paper describes an integrated vehicle braking system dynamics and control modeling procedure for a four wheel vehicle. The vehicle system comprises several energy domains. The interdisciplinary modeling technique called bond graph is used to integrate models in different energy domains and control systems. The bond graph model of the integrated vehicle dynamic system is developed in a modular and hierarchical modeling environment and is simulated to evaluate the performance of the ABS system under various operating conditions.     

Evaluation of antilock braking system with an integrated model of full vehicle system dynamics

Antilock braking system (ABS), traction control system, etc. are used in modern automobiles for enhanced safety and reliability. Autonomous ABS system can take over the traction control of the vehicle either completely or partially. An antilock braking system using an on–off control strategy to maintain the wheel slip within a predefined range is studied here. The controller design needs integration with the vehicle dynamics model. A single wheel or a bicycle vehicle model considers only constant normal loading on the wheels. On the other hand, a four wheel vehicle model that accounts for dynamic normal loading on the wheels and generates correct lateral forces is suitable for reliable brake system design. This paper describes an integrated vehicle braking system dynamics and control modeling procedure for a four wheel vehicle. The vehicle system comprises several energy domains. The interdisciplinary modeling technique called bond graph is used to integrate models in different energy domains and control systems. The bond graph model of the integrated vehicle dynamic system is developed in a modular and hierarchical modeling environment and is simulated to evaluate the performance of the ABS system under various operating conditions.     

混合动力串并联制动能量回收策略设计与仿真

以某并联混合动力汽车为研究对象,提出一种对比汽车串联和并联制动能量回收系统的仿真方案。利用MATLAB/Simulink平台搭建控制策略,并与AVL Cruise进行联合仿真,用电池端能量评价制动能量回收率对经济性的影响。仿真结果表明：串联式制动能量回收系统是较为理想的选择。     

基于PMP算法的HEV能量优化控制策略

针对常用混合动力汽车（Hybrid electric vehicle,HEV）中锂离子电池在功率波动较大时难以满足需求,以及单个驱动周期内HEV燃油能耗大且能量不能很好回收等问题,研究采用锂离子电池和超级电容器混合储能系统（Lithium-ion battery and super-capacitor hybrid energy storage system,Li-SC HESS）与内燃机共同驱动HEV运行.结合比例积分粒子群优化算法（Particle swarm optimization-proportion integration,PSO-PI）控制器和Li-SC HESS内部功率限制管理办法,提出一种改进的基于庞特里亚金极小值原理（Pontryagin's minimum principle,PMP）算法的HEV能量优化控制策略,通过ADVISOR软件建立HEV整车仿真模型,验证该方法的有效性与可行性.仿真结果表明,该能量优化控制策略提高了HEV跟踪整车燃油能耗最小轨迹的实时性,节能减排比改进前提高了1.6%~2%,功率波动时减少了锂离子电池的出力,进而改善了混合储能系统性能,对电动汽车关键技术的后续研究意义重大.     

并联式混合动力汽车双模糊控制能量管理策略研究

针对单模糊控制策略下再生制动能量不能得到充分回收,提出了一种并联式混合动力汽车的双模糊控制能量管理策略.分别设计了驱动和制动工况下相应的模糊控制器,简化了控制系统设计的复杂度.最后,在Matlab中利用Advisor软件对所设计的双模糊控制策略进行了仿真.结果表明,与电辅助控制策略和单模糊控制策略相比,所设计的双模糊控制能量管理策略,在有效提高燃油经济性和制动工作效率的同时,极大地降低了废气排放.     

基于DSP的混合动力车辆综合控制系统设计

混合动力车辆已经成为汽车技术研究的热点,而总线通讯技术和分布式控制网络在汽车电子领域应用日益广泛。为实现混合动力车辆的能量管理和运动控制,设计开发了基于TI公司TMS320LF2407型号DSP的综合控制系统。在系统拓扑结构设计的基础上,实现了DSP片外存储单元的扩展,实现了通过CAN总线与整车分布式控制网络的通讯。实车实验表明,该综合控制系统能够实现对混合动力车辆实时性的驱动控制,硬件系统工作可靠,软件系统具有移植性;CAN总线通讯可以满足车辆实时性控制的要求。