混合动力电动汽车综合能量流模型仿真

随着电动汽车技术的发展和综合性能要求的提高,辅助能量系统(Auxiliary power units,APUs,例如,空调系统、动力转向系统、制动系统、发动机冷却系统等)在混合动力汽车中发挥着愈来愈重要的作用.研究辅助能量系统在车辆行驶过程中的能量流变化,可进一步完善整车的综合能量流管理.分析APUs的工作特点,提出基于能耗map图的仿真思路,通过对ADVISOR软件的二次开发,设计APUs的仿真模型,分别建立传统公交车、串联混合动力和并联混合动力城市公交车的综合能量流模型,完善了传统汽车及HEV的仿真模型.在此基础上对APUs对整车经济性的影响进行仿真研究,仿真研究结果表明,电动汽车附件系统在整车能耗上占有相当的比重,在美国城市循环、ECE循环工况和武汉城市公交车循环工况下,公交车辅助能量附件系统能耗比例最大为10%、最小为6.1%.     

纯电动轿车制动能量回收系统研究

针对某款量产纯电动轿车进行制动能量回收系统及控制研究。基于ABS开发回馈效率最优的制动能量回收系统。在满足ECE制动法规要求并尽量提高安全性和驾驶员感觉的前提下,提出一种最大制动能量回收控制策略,并利用Cruise软件对控制策略的有效性进行验证。在底盘测功机上测试制动能量回收系统效率,试验结果表明可实现ECE工况下整车续驶里程提升10%以上。     

混合动力公交车制动能量回收系统的分析

城市公交频繁的制动带来了巨大的能量损失,采用再生制动来回收制动能量是增加电动汽车续驶里程的有效方法之一。简述了混合动力汽车再生制动系统的国内外现状以及国内公交车运行系统的工况;从整车系统的角度分析了制动能量回收与再利用控制原理,并在此基础上说明了混合动力公交车节能的途径,为提高电动汽车驱动效率、合理利用有限能量提供了技术支持。     

电动商用车的串联制动控制策略

为了改善电动商用车制动系统的能量回收效率以及制动感受,在电动商用车电-气负荷制动系统的基础上施加ECE法规、蓄电池、电机和制动感受等约束条件,提出了一种制动感受更加舒适的串联制动控制策略.通过制动强度和I曲线对电气和气压的制动力进行分配,基于Cruise和Matlab联合仿真环境建立制动控制策略模型,并分别采用以60 km/h初速度制动以及NEDC循环2种工况对串联制动控制策略性能进行验证.仿真结果表明,在制动感受舒适的同时,z=0.1和z=0.5一次制动工况的制动能量回收率分别为19.4％和17.4％,NEDC工况的能量回收率为18.6％.针对电动商用车设计的串联制动控制策略可以使车辆具有良好的制动舒适性,能够提高车辆的制动能量回收效率,从而有效改善车辆的制动性和经济性.     

电动商用车的串联制动控制策略

为了改善电动商用车制动系统的能量回收效率以及制动感受,在电动商用车电-气负荷制动系统的基础上施加ECE法规、蓄电池、电机和制动感受等约束条件,提出了一种制动感受更加舒适的串联制动控制策略.通过制动强度和I曲线对电气和气压的制动力进行分配,基于Cruise和Matlab联合仿真环境建立制动控制策略模型,并分别采用以60 km/h初速度制动以及NEDC循环2种工况对串联制动控制策略性能进行验证.仿真结果表明,在制动感受舒适的同时,z=0.1和z=0.5一次制动工况的制动能量回收率分别为19.4％和17.4％,NEDC工况的能量回收率为18.6％.针对电动商用车设计的串联制动控制策略可以使车辆具有良好的制动舒适性,能够提高车辆的制动能量回收效率,从而有效改善车辆的制动性和经济性.     

基于载荷率的电动公交车再生制动控制策略

为提高城市电动公交车再生制动能量回收效率,针对城市电动公交车日常运输载重变化显著的特点,提出了一种基于不同载荷率的再生制动控制策略。建立了不同载重情况下电动公交车的行车制动系前后轴制动力分配系数优化模型,运用遗传算法求出了空载、半载、满载情况下的最优制动力分配系数,并根据优化后的制动力分配系数对再生制动力进行了控制。为验证控制策略的有效性,在电动汽车仿真软件ADVISOR2002平台上进行了仿真分析。结果表明：与制动力分配系数无调整时相比,该策略在符合欧洲经济委员会（ECE）制动法规的前提下,显著提高了制动能回收量。     

公交车制动能量的液压回收试验研究

由于需要较频繁地启动和制动,公交车在运行过程中会存在较大的能量损失。为了提升整车的燃油效率,现有的公交车多采用油电混合系统进行能量回收。近年来,关于大型车辆的油液回收技术研究逐渐增多,研究成果表明该回收技术具有较好的发展前景。针对成都市公交车的实际运行工况及特点,采用并联混合系统对公交车的制动能量进行液压系统回收。基于理论计算结果专门进行回收试验研究,包括试验方案设计、试验台制作和回收系统性能指标测试等,针对液压回收系统中的蓄能器容积和变量泵排量这两个因素,得到了它们对于系统回收效率的影响曲线,对混合动力公交车制动能量液压回收的深入研究具有积极意义。     

液压助力EV再生制动控制策略研究

借助液压助力系统实现城市电动公交车制动能量回收和起步助力。在分析再生制动模式的基础上,使用模糊控制研究控制规律,兼顾安全性和能量回收效率,考虑车速和制动强度这两个因素研究得出了附加再生制动力系数的规律。对在制动初速为30km/h时再生制动和机械摩擦制动的功率和能量进行了仿真,得到了附加再生制动力后的前后制动力的关系,在不同附着系数路面上制动时均能防止后轮先抱死。结果表明在对原车制动系统改动较小的前提下获得较好的能量回收效率。     

蓄能器各参数对能量回收效率和制动安全的影响研究

针对液压再生制动系统的能量回收效率和制动安全性问题,对汽车液压再生制动系统的参数匹配进行了研究。建立了液压制动能量回收系统试验台,进行了蓄能器初始压力变化、系统最高压力变化、蓄能器总体积变化的实验研究;建立了液压再生制动系统试验台数学模型,基于Matlab/Simulink建立了液压制动能量回收系统的仿真模型,并进行了与台架相对应的仿真实验,研究了液压制动能量回收系统的能量回收效率;对液压制动能量回收系统进行了整车研究,采用ADAMS/car建立了某车型整车,并与Matlab进行了仿真研究。首先研究了液压制动能量回收系统单因素对能量回收效率和制动安全性的综合影响,其次采用正交实验法研究了多因素对能量回收和制动安全性的综合影响。研究结果表明,合理的液压制动能量回收系统参数能够显著提高能量回收效率和制动安全性。     

混合动力公交车制动能量回收系统分析

城市公交频繁的制动带来了巨大的能量损失,采用再生制动来回收制动能量是增加电动汽车续驶里程的有效方法之一。简述了混合动力汽车再生制动系统的国内外现状以及国内公交车运行系统的工况;从整车系统的角度分析了制动能量回收与再利用控制原理,并在此基础上说明了混合动力公交车节能的途径,为提高电动汽车驱动效率、合理利用有限能量提供了技术支持。     

Evaluation strategy of regenerative braking energy for supercapacitor vehicle

In order to improve the efficiency of energy conversion and increase the driving range of electric vehicles, the regenerative energy captured during braking process is stored in the energy storage devices and then will be re-used. Due to the high power density of supercapacitors, they are employed to withstand high current in the short time and essentially capture more regenerative energy. The measuring methods for regenerative energy should be investigated to estimate the energy conversion efficiency and performance of electric vehicles. Based on the analysis of the regenerative braking energy system of a supercapacitor vehicle, an evaluation system for energy recovery in the braking process is established using USB portable data-acquisition devices. Experiments under various braking conditions are carried out. The results verify the higher efficiency of energy regeneration system using supercapacitors and the effectiveness of the proposed measurement method. It is also demonstrated that the maximum regenerative energy conversion efficiency can reach to 88%.     

北京市区电动轻型客车制动能量回收潜力

在分析影响电动汽车制动能量回收潜力的各种主要因素的基础上,以一辆电动轻型客车为例,结合北京市区轻型客车行驶工况调查数据,统计分析了在不同车速下最大制动功率的分布特征,发现其与电动机的制动工作特性能够很好地吻合。通过对典型路段上净制动能量和可回收制动能量的统计分析,即使在行驶工况变化比较频繁的长安街上行驶,采用制动能量回收可增加的续驶里程也只有24.4%左右。最后还统计分析了制动能量相对于车速－制动减速度和电动机转速－转矩的二维分布,统计结果表明制动能量分布的密集区与所采用的电动机在制动状态下的高效率区不能很好地重合。因此从提高制动能量回收潜力的角度出发,应根据行驶工况的统计结果来指导电动汽车电驱动系统的设计,不仅要从满足驱动需求出发,还应适当兼顾制动能量回收的需求,从而更全面地提出电动汽车电驱动系统的设计要求。     

混合动力城市客车串联式制动能量回馈技术

设计出一种新型的制动能量回馈系统及相应控制策略从而显著降低混合动力城市客车的油耗并保证车辆的制动安全。以某型混合动力城市客车为研究对象,基于开关阀和制动防抱系统(Anti-lock braking system,ABS)、驱动电动机以及蓄电池储能装置设计出一种新型串联式制动能量回馈系统,实现气压制动力和回馈制动力的协调控制、ABS系统与回馈制动系统的协调控制;基于Matlab/Simulink软件建立制动能量回馈系统的仿真模型,对制动能量回收系统在不同控制策略下进行中国典型城市公交循环的仿真分析;在基于dSPACE实时硬件平台及制动系统硬件组成的制动能量回馈试验台架上,测试分析回馈制动力与气压制动力以及ABS系统的协调控制关系。结果表明,所研发的制动能量回馈系统安全可靠,ABS系统能够独立工作而不受新增系统的影响;回馈制动力与摩擦制动力能很好地调节,最大限度地发挥能量回馈能力;能量回馈效果显著,中国典型城市公交循环的制动能量回收率在50%以上。     

液压再生制动系统的能量回收效率研究

针对纯电动汽车续驶里程低、电池充电难等问题,对纯电动汽车的再生制动系统进行了研究,通过比较多种液压制动能量回收方案与储能方式,提出了定压源飞轮液压再生制动系统。为提高所提出的再生制动系统的能量回收效率,以泵/马达和蓄能器工作参数作为变量进行了试验研究和基于AMESim软件的仿真研究,通过仿真分析和试验研究对比,找出了最佳的参数匹配。研究结果表明,该再生制动系统的能量回收效率随着蓄能器容积的大小不同和液压泵/马达的排量不同而改变,泵/马达排量越大回收的能量越多,但是随着排量的增加泵/马达上的阻力也增加了,高于一定值后能量回收效率会下降;蓄能器容积越大,可回收的能量越多。对该系统的研究值得借鉴,可为合理匹配电动汽车液压再生制动系统参数提供依据。     

基于AMESim的纯电动汽车液压再生制动系统的研究

为提高纯电动汽车制动时的再生制动能量回收率与汽车起步加速的动力性能,通过比较各种再生制动能量回收方案与储能方式,提出了在纯电动汽车的蓄电池回收制动能量的基础上加设液压制动能量回收系统。应用PID控制,在ECE-15循环工况下进行了仿真,并分析了整车的动力性能与能量的回收利用率。研究结果表明,在纯电动汽车上利用液压再生制动系统能够显著地提高整车的起步加速能力,并增加汽车的续驶里程28%左右。     

Evaluation of regenerative braking based on single-pedal control for electric vehicles

More than 25% of vehicle kinetic energy can be recycled under urban driving cycles. A single-pedal control strategy for regenerative braking is proposed to further enhance energy efficiency. Acceleration and deceleration are controlled by a single pedal, which alleviates driving intensity and prompts energy recovery. Regenerative braking is theoretically analyzed based on the construction of the single-pedal system, vehicle braking dynamics, and energy conservation law. The single-pedal control strategy is developed by considering daily driving conditions, and a single-pedal simulation model is established. Typical driving cycles are simulated to verify the effectiveness of the single-pedal control strategy. A dynamometer test is conducted to confirm the validity of the simulation model. Results show that using the single-pedal control strategy for electric vehicles can effectively improve the energy recovery rate and extend the driving range under the premise of ensuring safety while braking. The study lays a technical foundation for the optimization of regenerative braking systems and development of single-pedal control systems, which are conducive to the promotion and popularization of electric vehicles.     

基于模糊控制的电动汽车前后制动力分配策略研究

为提高纯电动汽车的再生制动能量回收率,在分析基于理想制动力曲线和基于ECE法规的电动汽车前后轮制动力分配控制策略的基础上,根据制动强度和储能元件荷电状态的大小,提出了一种基于模糊逻辑的前后轮制动力分配控制策略,以实现制动能量的高效回收利用和良好的汽车制动稳定性。对该控制策略在电动汽车仿真软件ADVISOR2002下进行了仿真,仿真结果表明,该制动力分配控制策略提高了再生制动能量的回收率,同时也能改善汽车的制动稳定性。     

混合动力城市客车制动能量回收系统道路试验

为提高制动能量回收系统性能,针对某型串联式混合动力城市客车,选用一种串联式制动能量回收装置进行道路试验研究.针对研究对象,设计出串联、并联等多种制动力分配策略;开发出一套道路试验测试系统,适用于中国典型城市公交循环等多种工况条件下进行道路试验;利用dSPACE硬件平台快速成型一个包含控制算法的控制单元,替代实际的整车控制器. 将所搭建的控制单元应用到实际的目标车辆上,利用自己设计的制动能量回收道路试验系统对目标车辆进行制动性能试验以及制动能量回收经济性试验等;重点研究不同策略下的制动能量回收的经济性及整车的制动舒适性,以及影响制动经济性与舒适性的因素.试验结果表明,所研发的制动能量回收装置能够实现不同的制动力分配策略,串联式制动能量回收策略能够在保证驾驶员制动感觉的前提下回收较多的制动能量,是多种方案中相对较好的选择.