油电并联混合动力系统能量管理策略研究

针对油电并联混合动力汽车的特点,为降低油耗和排放提出了一种能量管理方案.该方案以系统动力特性为基础,结合双能源驱动控制和制动能量回收控制两方面来对能量进行管理.为有效调节和控制不同元件间的功率流,引入了模糊逻辑驱动控制策略和再生制动控制策略思想.对该能量管理策略进行实验仿真,结果表明车辆的燃油经济性和整车能量效率均有效提高,证实该能量管理策略具有合理性和可行性.     

新型并联式液压混合动力系统及其能量管理策略

液力机械式装载机具有良好的自适应性,但其工况复杂,功率需求变化大,频繁的制动和装卸物料,造成发动机工作点和经济性变差,以及制动能量和势能浪费。为此,文中提出了一种适合于液力机械式装载机的新型并联式液压混合动力系统,该系统将泵马达、工作泵与机械系统并联,在能量控制阀组的控制下与高压蓄能器进行能量转换。提出了以发动机工作点、蓄能器压力状态、液压泵效率、液压马达效率为控制参数的多模式能量回收与再利用管理策略。基于MATLAB/Simulink搭建整车模型及控制策略模型,开展蓄能器压力和联合驱动控制参数对装载机油耗和能量平衡的影响分析。仿真结果表明：相比于原方案,新型并联式液压混合动力系统的发动机工作点得到优化,在泵马达、工作泵高效工作和蓄能器能量稳定的前提下,燃油经济性提高了18.44%。     

基于灰色预测的混合动力系统ECMS能量管理策略研究

为进一步提高HEV能量管理策略的燃油经济性以及在线实时优化的能力,建立灰色预测GM(1,1)模型对汽车速度实时预测,并将其与等效燃油消耗最小策略ECMS结合,提出基于灰色预测的混合动力汽车ECMS能量管理策略。建立整车仿真模型,并选取WVUCITY、WVUSUB、WVUINTER 3种不同工况进行能量管理仿真分析。结果表明,灰色预测对速度的预测精准度可靠;灰色预测与ECMS能量管理策略结合,可以使SOC值更加稳定,提高电池使用寿命;3种工况下采用灰色预测GM(1,1)模型的ECMS能量管理策略在同等条件下比普通ECMS能量管理策略燃油经济性分别提高7.4%、7.5%、6.3%。     

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。     

小功率燃料电池动力系统设计及能量管理策略研究

聚焦小功率燃料电池复合电源系统的性能,设计出一款自行车用电源动力系统。内容包括整车结构和动力性需求的制定,对复合电源的功率及能量水平进行选型,实现功率平衡;借助MATLAB/Simulink实现对硬件的模拟仿真。电源部分通过不断调参,达到仿真输出与硬件测试结果一致,开关电源则采取状态空间平均法,采取双闭环控制电能分配,保证其与实物的功能一致。随后针对优化复合电源的功率分配进行了探讨和设计,并应用了四种控制策略,以SOC状态改变量,等效氢气消耗量,系统效率,燃料电池输出变化频率,策略复杂度等参数为评价因素。在硬件上,上汽大众仅能提供峰值100W的燃料电池用于实验,该功率无法满足自行车动力系统需求。因此对于其他零部件也进行了比例选择并按相同拓扑结构进行实物连接,通过实验实现了预期功能,为该动力系统进行了可行性验证。     

混合动力轻型皮卡车能量管理策略研究

以优化燃油经济性为主要目标,针对单轴并联柴油发动机-电动机混合动力轻型皮卡车开发了基于逻辑门限的能量管理策略。根据柴油机的万有特性图对需求扭矩设置了上、下门限参数,并对电池SOC设置了门限,尽可能保证发动机和电动机同时工作在高效率区域内,并对此策略进行了仿真和台架试验。结果表明:该控制策略能使转矩合理分配,并使电池的电荷状态处于平衡,优化了发动机的工作点,提高了整车的燃油经济性。经多次循环试验,得出该策略可使配套车辆节油约14.73%,排放达到国5标准。     

增程式混合动力系统能量匹配优化研究

在增程式混合动力汽车动力学分析基础上,在特定工况下,以系统效率最高为优化目标,建立整车模式切换规律。基于MATLAB/Simulink仿真平台建立仿真模型,仿真结果表明,该能量管理策略有效提高了混合动力汽车的燃油经济性和动力性。搭建了基于dSPACE的混合动力硬件在环试验系统,并开发数据采集及测控软件,完成了混合动力汽车基于特定循环工况的试验,验证了控制策略的有效性。     

燃料电池混合动力系统建模及能量管理算法仿真

燃料电池混合动力系统包括燃料电池发动机、直流直流变换器(Direct current to direct current converter, DCDC)、镍氢动力电池和电动机等部件.根据台架试验数据建立燃料电池混合动力系统模型.模型考虑燃料电池性能衰减、总线电压对电动机转矩和效率的影响、DCDC效率和动态过程以及动力电池充放电内阻特性.燃料电池因长时间运行而造成的性能衰减将导致能量管理算法失效.DCDC效率在公交工况下变化不大,其动态过程可以用一阶延迟环节近似.动力电池充放电内阻影响等效氢气消耗量的计算.总线电压对电动机效率与转矩的影响可以用修正系数代替考虑.能量管理算法采用动力电池荷电状态(State of charge, SOC)稳态平衡和燃料电池动态功率补偿相结合的方法,以保持动力电池SOC水平,并在加载过程中防止燃料电池功率突变.仿真结果表明,所建立的模型能反映实际工况中的功率分配情况,动力电池SOC维持在预定区域,燃料电池功率加载速率得到限制.进一步分析表明,随着燃料电池性能衰减,通过调整稳态平衡算法,可以维持SOC水平,保证整车动力性、经济性.     

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。     

功率分流式混合动力汽车分析及能量管理策略研究

分析了一种功率分流式行星齿轮机构,双行星齿轮的应用使得发动机的转速和转矩与车速以及整车需求转矩解耦,通过控制两个电机使发动机的转速和转矩处于最优曲线上,能够显著提高发动机的效率。针对该种功率分流机构的工作模式进行了分析与比较,建立了不同工作模式下的运动学方程,并在此基础上制定了工作模式切换逻辑。此外,考虑到发动机的运行工况对整车的燃油经济性具有很大影响,建立了以发动机为中心的逻辑门限能量管理策略,并进行Matlab和AMESim联合仿真。仿真结果表明,该策略能够保证发动机运行在最优曲线上,具有较好的燃油经济性。     

四轮驱动混合动力汽车能量管理策略仿真

针对一种四轮驱动混合动力汽车,在分析其动力系统结构的基础上,进行了建模,控制策略开发及仿真分析.利用AVL CRUISE软件建立整车仿真模型并编译为S-function,然后在MATLAB/Simulink环境下搭建基于规则的逻辑门限值能量管理策略模型,用以控制混合动力系统的转矩分配,实现工作模式的合理选择,最后在不同的初始SOC条件下基于NEDC工况进行仿真计算.通过与原型传统车的综合油耗对比,验证了所设计控制策略的有效性.     

Plug-in混合动力汽车能量管理策略全局优化研究

应用动态规划全局优化算法,针对并联式Plug-in混合动力汽车在不同行驶里程下的能量管理策略进行了全局优化研究。结果表明:车辆的行驶里程小于55km时应使用电动机为主的能量管理策略,当车辆的行驶里程大于55km时应使用发动机为主的能量管理策略;在动态规划最优控制下,车辆行驶里程为55km时整车经济性能最佳,行驶里程小于110km时整车平均等价油耗为2.7L/100km,相对于原型车经济性提高了近58%。     

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。     

轻度混合动力汽车再生制动能量管理策略

提出以满足ECE制动法规为前提,蓄电池再生制动能量回收最大为优化目标的轻度混合动力汽车再生制动能量管理策略.基于发电机效率图、蓄电池充电效率图和发动机反拖阻力矩图,建立发电机和行车制动系的制动力分配优化模型,分别获得采用有级式变速器和无级变速传动的轻度混合动力汽车在不同制动强度下的再生制动能量管理控制规则.分别对采用单离合器-有级式变速器、双离合器-有级式变速器和无级变速器三种传动型式的轻度混合动力汽车进行NEDC循环工况仿真,结果表明采用双离合器-有级式变速器的轻度混合动力汽车再生能量效率最高.对采用有级式变速器的混合动力系统完成了基于dSPACE快速控制原型技术的再生制动控制试验.     

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。     

叉车混合动力系统研究

为节约能源,在分析叉车动力系统能量的消耗后,提出了结合燃料电池、蓄电池和超级电容混合动力的电动叉车驱动系统方案。详述了该混合动力系统的工作原理,并分析了该方案的工作模式。针对叉车举升系统与频繁制动的工况,总结出了关于重物势能回收与制动系统机械能再生利用的混合动力系统节能方案。     

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。     

插电式混合动力汽车能量管理策略研究综述

插电式混合动力汽车(Plug-in hybrid electric vehicles,PHEV)作为传统混合动力汽车向电动汽车的过渡车型,因电功率提升使得混合动力汽车具有深度混合特性,可高效可靠地应对汽车全工况功效需求,因而在新能源汽车领域得到广泛应用。其中,能量管理策略作为插电式混合动力汽车的核心控制逻辑,性能优劣将直接决定整车的经济性、动力性、驾驶性等的好坏,对此出现了大量相关研究文献。基于此,对近年来插电式混合动力汽车的能量管理策略的研究进展以及发展趋势进行综合分析,并从各策略的优化效果以及实时应用潜力等角度进行评价对比,最后对插电式混合动力汽车能量管理策略未来的发展趋势进行了展望。     

可外接充电混合动力汽车能量管理策略

按照"离线全局优化一在线应用设计一试验结果验证"的设计思路,采用系统仿真建模、动态规划计算、遗传算法优化等方法,对一并联式可外接充电混合动力汽车(Plug-in hybrid electric vehicle,PHEV)能量管理策略进行了研究.由动态规划全局优化方法获取的最优控制,既可以作为制定实时在线策略的宏观指导,也可以作为不同策略的评估标准,对能量管理策略的优化设计具有重要指导意义.而通过在线能量管理策略设计方法,则可以制定出既符合PHEV特点又满足车辆实时性要求的在线能量管理策略.试验验证结果表明:由以上方法获取的三个层次的PHEV能量管理策略,能够根据车辆的不同行驶里程充分利用外围电网充入能量,并对动力总成能量流进行合理分配,使整车经济性能提高50%～57%.     

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。