48V轻度混合动力系统控制策略的仿真研究

对48V轻度混合动力系统的控制策略进行了研究,包括智能起停、制动能量回收、转矩助力、电池管理系统。利用整车动力学仿真软件Advisor建立了48V系统的仿真模型,将仿真结果与12V起停系统进行对比。结果表明:48V系统起停功能的节油效果与12V系统相当,新欧洲行驶循环(NEDC)测试循环下节油约为5%;48V系统采用的12kW起停电机使得制动能量回收的节油效果更加明显,NEDC工况下48V系统的总节油率为13%。此外,转矩助力功能可以为汽车提供20~30N·m的转矩,从而调节电池SOC及优化发动机工作点。     

基于NEDC的氢-锂电池混合动力系统性能仿真

设计氢燃料电池-锂电池混合动力系统,利用AVL-CRUISE软件构建整车动力系统模型,基于新欧洲行驶测试循环(new European driving cycle, NEDC)对氢燃料电池各主要部件功耗、氢燃料电池性能、锂电池性能、氢燃料电池进气流量进行仿真验证系统的经济性和合理性。结果表明：NEDC全工况下,各部件中空压机的功耗最大,且与车速正相关;全工况耗氢量为0.089 kg,总行驶里程为10.926 km,耗氢量较低,经济性较好;氢燃料电池堆内工作温度为66～77℃,符合60～80℃的温度要求;锂电池在城市工况输出功率占比大于郊区工况输出功率占比;氢气过量系数为1.1～1.5,满足动力系统不同功率输出要求;实际空气流量与设定目标接近,控制效果较好。     

基于AMESim的柴油机调速器仿真优化研究

利用AMESim软件分别建立了某型柴油机液压调速器控制阀和执行机构的一维模型,研究了调速弹簧刚度、控制阀质量、飞块质量等参数对调速器性能的影响,以及优化前后控制阀和执行机构的响应特性。研究结果表明:调速弹簧刚度值为40(k N·m-1)时,控制阀响应时间最短;控制阀质量为0.03 kg时,震荡剧烈程度显著减小;飞块质量在0.052 kg时,可有效减少控制阀响应时间;优化前调速器响应时间为3 s,优化后为0.1 s。优化后的调速器控制阀以及执行机构能够很好地满足准确性和快速性的要求。     

基于AMESim的海流能发电装置液压传动系统的建模与仿真

通过对海流能发电装置液压传动系统的研究,建立了系统主要模块的数学模型,并基于AMESim软件平台构建了海流能发电装置液压传动系统的仿真模型,在Matlab/Simulink中设计了控制器模型,进行了联合仿真。联合仿真结果表明:采用容积调速控制可以实现海流能发电装置的变速恒频控制,从而实现能量的最大捕获和输出功率稳定。     

船舶混合动力系统的研究

介绍了船舶混合动力系统的结构组成以及系统硬件和软件的配置;就系统的关键技术,如机桨匹配特性、变频器的应用、并车控制策略以及安全保护和监测控制系统作了分析;并对该混合系统的应用前景作了分析。     

基于AMESim的电控汽油喷射器喷射仿真研究

电控汽油喷射器是汽车发动机电控汽油喷射系统中最关键、技术难度最大的部件。为研究电控汽油喷射器特性参数对其喷射效果的影响，采用工程系统仿真软件AMESim建立电控汽油喷射器喷射仿真系统模型，对其进行分析研究。为实现电控汽油喷射器的结构优化设计提供了依据。     

串联混合动力摩托车动力系统设计及仿真

根据我国两轮机动车市场的未来发展需求和城市行驶工况特点,在对比分析了两种混合动力系统结构之后,选择了串联式驱动形式作为摩托车混合动力系统结构,介绍了串联式混合动力摩托车动力系统主要动力部件的选型和参数匹配,并对串联式混合动力摩托车和传统驱动结构摩托车在燃油经济性和排放上进行了基于AVL_CRUISE软件的仿真对比.     

利用气动发动机排气辅助内燃机增压的混合动力系统仿真研究

为了提升气动-内燃混合动力系统的动力、经济和排放性能,充分利用气动发动机排气能量,提出了一种利用气动发动机排气辅助实现内燃机进气增压的方法。基于热力学理论建立了气动-内燃混合动力系统数学模型,并对模型进行了试验验证。利用建立的模型分析了气动发动机排气压力和流量变化规律,分别计算了混合动力系统在定转速和定进气压力工况下的性能。计算结果表明:在定转速工况下,随着气动发动机进气压力升高,内燃机平均指示压力升高,混合动力系统输出功率增加,总能效率比同条件的非增压系统最大提高了11%;在定进气压力工况下,随着混合动力系统转速升高,受循环进气量的影响,混合动力系统功率呈先增加后减小的趋势,总能效率则不断降低,但相比同条件下非增压系统提高了5%~15%;气动-内燃混合动力系统在中、低速时,采用辅助增压效果较好,可提升系统的动力性及经济性。     

基于AMESim的风电机组建模和仿真

根据双馈型风电机组的结构,基于多学科系统建模仿真平台AMESim建立了包含叶轮气动特性、传动链、双馈电机及其控制的整机模型。研究了风电机组将风能转换为电能的过程,模拟了变速恒频控制可实现并网要求。     

基于AMESim的柴油发电机组建模与仿真

利用系统建模与仿真软件AMESim建立了某柴油发电机组的仿真模型,进行了稳态过程和动态过程的仿真,并与试验数据对比,证明所建立的仿真模型具有较高的仿真精度,可以用于研究柴油发电机组在动态工况下的运行特性。     

基于锂电池温度特性的混合动力系统能量管理策略研究

为了提高重型串联式混合动力车辆的工作可靠性,从混合动力系统的组成架构入手,分析了系统的动力单元的特性和储能电池组的特性。而后基于Thevenin模型研究了电池组荷电状态和温度对电池的欧姆内阻和极化内阻的影响,由于电池温度对电池内阻有着显著地影响,提出了考虑电池温度特性的混合动力系统能量管理策略,即根据电池温度实时控制电池组的充电、放电电流,避免电池在极端温度下大倍率充放电引起的母线电压波动及电芯损坏等危害。实车道路测试对比了现有控制策略和所提出的控制策略,证明了基于电池温度的充放电功率控制策略的有效性。     

混合动力系统状态切换技术研究

基于模块化思想,针对混合动力系统开发的特点,在AVL PUMA Open动态测试系统的基础上搭建了混合动力系统试验台架.针对混合动力系统中关键技术之一的状态切换问题进行研究,提出相应的控制策略,并在混合动力系统试验台架上对状态切换的策略进行验证.试验表明,采用发动机转矩在线估计的动态控制方法能够有效地解决状态切换过程中出现的转矩突变问题,转矩波动的相对幅度可以控制在5%左右.     

基于SOC滞环控制的燃料电池混合动力系统

为了减少燃料电池/超级电容混合动力系统的燃料消耗,同时减少超级电容充放电次数并延长其使用寿命,提出一种基于超级电容荷电状态(SOC)滞环控制的燃料电池/超级电容混合动力系统能量管理方法。该方法根据负载及超级电容SOC的大小,使燃料电池系统尽可能地工作于最高效率区间,同时维持超级电容的SOC保持在设定的范围内。搭建燃料电池/超级电容混合动力系统测试平台,并对所提的能量管理方法进行验证,实验结果表明,该能量管理方法能有效减少燃料消耗,同时维持超级电容SOC,有利于延长超级电容使用寿命。     

并联式船舶气电混合动力系统动态加速性能仿真

为提高并联式船舶气电混合动力系统的动态加速性能,设计新的变频器控制策略,充分利用电机的快速响应性。仿真结果表明,采用新的变频器控制策略使电机更早地投入加速过程,从而降低气体主机在加速过程中的功率负荷,有效提升系统的动态响应性能。应用变频器切换控制策略的气电混合动力系统较纯气体机动力系统在加速过程中有着更好的动态性能,主机加速到额定转速的时间最多可缩短32.81%,热力负荷可降低4.28%。     

内河船舶LNG发动机-蓄电池混合动力系统性能仿真

为改善船舶天然气发动机动力系统调速性能,提高内河液化天然气（LNG）燃料动力船舶的操纵性及安全性,提出构建天然气发动机-蓄电池混合动力系统。分别针对LNG发动机动力系统及混合动力系统建立Matlab/Simulink仿真模型,并实现了船舶起动和变负荷过程。对两种仿真系统的仿真结果进行分析,结果表明：采用该混合动力系统的船舶变负荷过程航速变化区间变大,系统达到稳定时间缩短;采用设计的控制策略,天然气的消耗最多降低19.6%;NOx、CO、HC排放分别最多降低22.1%、18.5%、23.6%。     

基于AMESim的ALPHA注油器性能仿真与分析

MAN BW公司开发的ALPHA智能润滑系统对保持气缸良好润滑状态、节省气缸油、降低废气排放具有重要意义。为研究ALPHA注油器的注油性能,运用AMESim建立了ALPHA注油器的仿真模型,并模拟了其注油过程。分析了一些主要参数,包括柱塞行程、油管长度和气缸压力对注油性能的影响。仿真结果对ALPHA注油器的优化设计和合理应用具有一定的参考价值。     

船舶柴电混合动力系统在电力助推模式下的性能仿真研究

应用AMESim软件对船舶柴电混合动力系统建模并进行试验验证。试验验证表明:所建立的模型稳态误差≤5%,满足精度要求。采用所建立的模型仿真分析了Booster模式下系统在不同工况下的匹配特性;并研究了柴油机与轴带电机稳定运行的控制策略。     

内河船舶液化天然气发动机-蓄电池混合动力系统性能仿真

为改善船舶天然气发动机动力系统调速性能,提高内河液化天然气(LNG)燃料动力船舶的操纵性及安全性,提出构建天然气发动机-蓄电池混合动力系统。分别针对LNG发动机动力系统及混合动力系统建立Matlab/Simulink仿真模型,并实现了船舶起动和变负荷过程。对两种仿真系统的仿真结果进行分析,结果表明:采用该混合动力系统的船舶变负荷过程航速变化区间变大,系统达到稳定时间缩短;采用设计的控制策略,天然气的消耗最多降低19.6%;NO_x、CO、HC排放分别最多降低22.1%、18.5%、23.6%。     

基于CAN总线的混合动力系统与计算机通讯的研究

介绍了CAN总线与RS-232之间的转换方法，实现了CAN总线通讯终端，解决了计算机对混合动力系统中电控单元进行实时监控时的通讯问题。     

混合动力系统发动机工况切换特性研究

基于台架试验,对利用辅助功率单元(APU)动态协调控制策略的发动机工况切换进行研究,并分析了发动机在起动过程、加速加载切换过程、减速减载切换过程的转速超调量和转矩超调量。提出了基于转矩模型的动态协调控制策略,能够保证发动机在工况切换时基本沿着最佳等效燃油消耗线运行,具有切换用时短、转速超调量和转矩超调量低的优点。工况点之间切换用时最低为0.6s;整个过程中最大转速超调量约为150r/min,与最大转速之比为5.4%;最大转矩超调量约为35N·m,与最大转矩之比为15.7%。试验结果表明:通过提高发动机怠速转速,可以加速暖机过程,并且不会造成发动机起动过慢的问题;在发动机起动初期,适当降低喷油量甚至断油,不影响发动机的起动性能,可实现油耗降低。