混合动力汽车ISG用混合永磁同步电机转子研究

设计了一款混合动力汽车集成式起动发电机(ISG),用钕铁硼和铁氧体混合永磁的永磁同步电机(PMSM)。分析了两种永磁体的结构参数对电机磁路的影响规律,推导了钕铁硼和铁氧体并联磁路的约束条件;以铁氧体的不可逆退磁量和电机的基本性能为优化目标,通过场-路结合的方法,确定了钕铁硼和铁氧体的结构参数;并与传统的钕铁硼PMSM在电机性能和永磁体成本等方面进行了比较分析。研究结果表明,所提出的ISG混合永磁电机能有效地减少永磁体材料成本和铁氧体退磁风险,电机性能达到了设计要求。     

混合动力汽车复合电源的设计

在运用混合动力汽车(HEV)电池和超级电容(UCs)的基础上,设计了一种新型的超级电容-蓄电池复合电源的HEV控制系统(包括一个DC-DC转换器)。在高功率需要时,UC通过DC-DC与电机相连。实验结果表明,该复合电源电动车能兼顾蓄电池和超级电容的优点,可以更好地满足电动车启动和加速性能的要求,并能提高电动车制动能量回收的效率,增加续驶里程,降低了起动污染物的排放,提高了燃油的经济性。     

ISG并联式混合动力汽车能量平衡控制策略

针对传统的并联式混合动力汽车(PHEV),通过对其行驶过程的能量平衡进行分析,以提高发动机效率和电机驱动系统的效率为依据,设计了一种ISG并联式混合动力汽车(ISG-PHEV)能量平衡控制策略。在综合路况下进行了仿真,结果表明:与传统无ISG电机的PHEV相比,ISG-PHEV的百公里平均耗油量降低了9.6%。     

混合动力汽车复合储能技术

通过剖析混合动力汽车(HEV)存在的主要问题,指出单一储能技术在某些情况下已不能满足车辆的需求,要解决HEV电源存在的问题,可采用复合储能技术。该技术现已成为HEV动力电源的一种发展趋势。结合复合储能开发的实例,给出目前复合储能技术的典型组合方式、应用场合及发展趋势。     

一种基于EMR的混合动力汽车复合储能系统控制策略

为了延长蓄电池的使用寿命,采用能量宏观表达法建立了由电池-超级电容构成的HEV复合储能系统模型,提出了非线性比例因子分配控制策略,采用反转规则给出了其控制结构。给出了基于EMR的复合储能系统控制方案,搭建了实验平台。最后对由蓄电池组、超级电容组和DC/DC变换器构成的复合储能系统在特定工况下进行了实验研究,验证了本文所建仿真模型以及所提控制策略的有效性。     

混合动力汽车低压辅助供电系统充放电管理

针对汽车低压辅助供电电源12 V铅酸蓄电池使用寿命短、充电效率低的问题,并结合目前混合动力汽车硬件结构特点,提出一种有效保护蓄电池且高效率的充放电管理策略。该策略在弱电下监测蓄电池的状态,制定了不同状态下的馈电保护机制,并在上强电后采用阶段式的充电方法。通过实车实验表明:该策略可以有效提高充电效率、缩短充电时间、防止充电电流过大,在一定程度上延长了蓄电池使用寿命,这对混合动力汽车蓄电池实现更合理的充放电管理具有重要的实用价值。     

基于SAE J1939协议的混合动力汽车ISG控制器设计

IVECO都灵V型汽车改装为ISG混合动力汽车过程中,需要在原车基础上增加一套ISG电机及其控制器构成的电力驱动系统。因此,ISG电机控制器与原车其他部件控制器构成了混合动力汽车分布式控制系统,而现场总线技术是分布式控制系统的关键技术。在分析SAE J1939 CAN(Controller Area Net)通信协议的基础上,制订了ISG控制器CAN通信协议,然后对ISG控制器的硬件电路和软件进行了模块化设计。     

混合动力汽车用锂电池组散热系统研究

电池包由于充放电倍率高,内阻大,电池热负荷高,温度不均匀,严重影响电池的电化学性能、循环寿命、安全性和可靠性。设计了一款用于混合动力汽车用风冷电池包散热结构,并通过STAR-CCM+软件模拟了流场与温度场,达到设计目标。在此基础上,对电池包进行热平衡台架试验。仿真结果与试验结果一致,电池包的最大温差为3℃,最高温度为26.5℃。     

混合动力汽车用氢镍电池组散热系统研究

以某混合动力汽车用氢镍电池组为研究对象,建立其热模型与三维有限元模型,利用计算流体动力学软件ANS YS CFX对氢镍电池组的流场与温度场进行数值模拟分析,并在混合动力汽车循环工况下进行氢镍电池组的充放电试验。结果表明:仿真分析结果与试验结果具有较好的一致性,动力电池组能够满足混合动力汽车对电池散热性能的要求。     

混合动力汽车用异步电动机驱动系统研究

针对混合动力汽车用异步电动机能量需要双向流动的特点,基于TMS320F2812数字信号处理器对电机驱动系统进行了设计,采用基于空间矢量PWM的直接转矩控制策略控制电机转矩,且能够有效的控制电机处于电动运行和发电运行状态,电机速度控制精度高.针对控制策略进行了必要的仿真,仿真和试验结果验证了系统的有效性.     

HEV S/G [hybrid electric vehicle starter/generator]

This article demonstrates the effectiveness of a fuzzy-logic controller to automatically operate an HEV S/G (hybrid electric vehicle starter/generator) at its maximum efficiency under static conditions and over industry-standard road-profile dynamic loads. The effects of transient behavior and controller bandwidth are investigated. Experimental results also show that reduced heating can be achieved.     

基于光热电站与电动汽车的综合能源系统风电消纳策略

针对热电联产机组“以热定电”约束导致的弃风问题,提出一种基于光热电站（CSP）与电动汽车的区域综合能源系统风电消纳策略。首先,构造了CSP与热电联产机组协同运行的模型,研究了CSP配合联供机组实现热电解耦的机理;其次,分析了电动汽车无序充电对降低净负荷波动的负特性,通过引入车网互动（V2G）策略挖掘了负荷侧可调度资源削峰填谷的能力;然后,以运行成本及CSP日投资成本最小为目标建立了日前经济调度模型,探讨了电动汽车不同并网方式对CSP容量配置的影响,并利用条件风险价值定量分析了由预测误差引起的风险损失。基于求解器CPLEX展开多场景对比分析,结果表明:所提策略能够有效降低系统的弃风量和总调度成本,同时可为决策者在经济性与安全性之间的权衡提供参考方案。     

混合动力汽车电池管理系统研究

针对混合动力汽车动力电池包中单体电池性能差异造成的不良影响,研制了氢镍动力电池管理系统。该系统采用多副边电路实现电池组均衡充电。结果表明,该方法能对电池性能的不一致性进行有效补偿,最大限度地发挥动力电池的效用,从而延长了电池组的使用寿命。     

电动汽车锂离子动力电池系统的研制

锂离子蓄电池是一种在 2 0世纪 90年代初发展起来的先进蓄电池 ,它具有电压高、比能量大、寿命长及无记忆效应等特点。 1991年以来 ,2Ah容量以下的电池在移动电话、笔记本电脑和 8mm摄像机上获得广泛应用 ,其电性能和安全性能已被用户所接受。国际上于 1995年开始对大容量锂离子蓄电池进行研究 ,容量一般在 40～ 10 0Ah范围内 ,其主要目标是希望在航天、电动汽车及贮能设备中作为电源。目前电子十八研究所已经研制成功由 84只 5 5Ah圆柱形电池串联构成的电动汽车用电池组。该电池组和由清华大学研制成功的电池管理系统及充电器组成的动力电源系统也已完成地面联试 ,其总比能量达 10 3Wh/kg ,最大输出功率约为 5 0kW。与二汽东风汽车研究所合作的车载试验将于 2 0 0 1年12月完成。     

微型纯电动汽车动力系统的设计与研究

以某微型纯电动汽车作为研究对象,在理论计算和工程分析的基础上,对电机、电池及传动系传动比进行参数匹配,并利用AVL cruise仿真软件建立电动汽车的蓄电池、电动机、传动系、车身等仿真模型,对加速性能、最高车速、最大爬坡度和续驶里程等动力性能进行仿真研究,此外还进行制动能量回馈控制系统的仿真分析。仿真结果分析表明,该微型电动汽车动力系统参数匹配合理,可对电动汽车动力系统的研究提供一定的参考,促进电动汽车的发展。     

光储式电动汽车充电站入网电压偏差分析

以PSASP仿真软件为主要研究工具,对光储式电动汽车充电站入网运行前后系统的潮流、电压偏差进行仿真评估,并实测光储式电动汽车充电站入网运行前后系统电压偏差的相关数据,进行仿真数据和实测数据对比分析,评估入网影响,提出解决方案.     

插电式混合动力汽车电驱动系统过压抑制最优控制

在复杂的行驶工况下,插电式混合动力汽车经常处于启停状态,大电流脉冲对汽车电驱动系统高压总线带来巨大冲击,造成高压总线峰值电压不断上升,从而极易造成车辆安全事故。针对插电式混合动力汽车电驱动系统高压总线过压问题,提出一种基于Bang-Bang控制策略来抑制高压总线上的峰值电压,在汽车电驱动系统过压保护装置的实验环境中验证采用的Bang Bang控制策略的准确性,实验结果表明,采用Bang-Bang控制策略能够有效地抑制高压总线过压,保证混合动力汽车的行驶安全。     

大电流低电压开关电源的设计

提出了大电流低电压的大功率开关电源的设计方案,研制了整流滤波电路,分析确定了DC/DC变换模块作为主电路功率元件,并设计了PWM控制电路、软启动及过压过流保护电路.实验测试证明输出稳定,可对矿灯充电架等多种设备进行充电,有着广泛的应用前景.     

Compact permanent-magnet generator for hybrid vehicle applications

In hybrid electric vehicle (HEV) drivetrains an electrical generator is coupled onto the shaft of an internal-combustion engine (ICE) in order to process either the entire or a given fraction of the traction power required by the vehicle wheels. As such an ICE-driven generator is being confined within the vehicle hood and is exposed to heating resulting from ICE operation, high compactness, totally enclosed construction, and suitable machine cooling arrangement become challenging targets the generator design must deal with. Due to unique characteristics such as higher torque per volume and higher efficiency compared to other machine topologies, the axial-field permanent-magnet machine topology was selected for a 15-kW-at-4500-r/min-rated generator prototype that would be utilized in a demonstrator of an HEV drive train. This paper describes the original solutions adopted for the design of such an HEV generator and reports experimental results taken from the prototype machine.