一种电动汽车用制动能量回收控制器的设计

提出了利用超级电容作为制动能量回收储能容器的复合电源方案,并针对ATMEL公司mega16单片机,应用数字PID控制算法,设计了一种可应用于纯电动汽车的制动能量回收控制器模块.介绍了再生制动的原理及其控制器主电路与信号采集电路,以及用C语言编写的各工作模块.试验调试结果表明,充、放电电流随电压变化时,数字PID控制策略...     

有轨电车制动能量回收系统控制策略的研究

针对有轨电车现有的制动方式存在能量回收利用率低、制动效果差、系统抗干扰能力差、回收方式单一等问题,通过对制动方式、能量回收、能量存储、能量传输等方面进行了研究,针对现有制动方式的缺陷进行改进,设计了有轨电车制动能量回收系统.该系统采用超级电容作为能量存储器,利用超级电容充电时间短、放电电流大的特性,从根本上克服了传统制动电阻发热量大、能效低的问题.该系统回收能量通过DC/DC变换器向同一线路其他有轨电车提供能量,也可通过DC/AC逆变器向其他辅助系统提供能量,较传统制动方式在系统的稳定性、可靠性以及回收效率有极大地提高.MATLAB/Simulink仿真实验结果表明,此系统通过对制动能量的回收,有效提高了有轨电车的能量利用率和局部电网的负载容量及稳定性,并且该系统操作简单,寿命长,具有较好的应用和推广价值.     

城市轨道车辆制动能量回收系统设计及分析

城市轨道车辆运行过程中频繁的启动、制动过程,制动能量相当可观。研究各种制动能量回收方法,是轨道交通节能的主要方式。给出了一种基于超级电容的制动能量回收系统设计方案,电机再生制动时制动能量通过特殊设计的制动单元存贮于超级电容中,用于列车照明和空调供电。为了验证该设计方案,开发了相应的试验平台,并对实验数据进行了分析,试验结果表明该方案可以有效回收制动能量。     

轨道交通超级电容能量回收控制系统设计

根据能量回收系统检测、控制策略与通信功能要求,设计了控制系统软硬件,较好实现了对能量回收系统的控制。系统通信部分采用光纤CAN总线进行内部通信,有效解决了高压强电磁环境抗干扰问题。文章还设计了一种简易光纤集线器,用于实现光纤构成CAN总线形式。     

制动能量回收系统中超级电容充放电特性研究

超级电容作为一种新型环保储能元件,被广泛应用于能量回收系统中,但其模组参数和充放电特性将影响储能系统的控制性能。论文根据系统要求,计算和选取了经济型超级电容模组,理论建模分析了超级电容的充放电特性,采用先恒流后恒压的充电和变负载放电方式,搭建了制动能量回收储能系统的超级电容充放电实验系统。实验验证了充电电流越大充电时间越短和放电电流能够自动匹配负载大小的充放电规律,同时验证了电流设定值对放电规律的影响。     

制动能量回收储存装置监控系统的设计

采用超级电容器作为储能器件用于城市轨道交通车辆制动能量回收和释放时,需要实时监控超级电容器的工况和环境参数。采用＂模块化＂的方法将电源隔离处理,超级电容器监控系统既满足了制动能量回收装置的监控要求,又具有较强的抗共模电压能力和电磁兼容特性,可应用于其他高容量、大功率超级电容储能系统中。     

基于超级电容储能与电压型变流器的电梯能量回收系统效率优化控制策略

为提高电梯制动能量回收系统的效率,针对四象限电压型变流器(VSC)小功率下效率低的弊端,提出结合超级电容储能的电梯电机能量回收系统的效率优化控制策略。系统通过VSC统一进行能量管理,消除了引入双向DC-DC变流器带来的开关损耗和滤波电感损耗,同时根据负载功率的不同情况来选择性地开启、关闭VSC,从而使系统始终运行在效率最优的状态中。由于VSC对超级电容的功率进行了限制、分流,因此避免了其他文献中出现的储能器端压变化大、容易超出范围的问题,增大了超级电容的利用率。最终通过模拟电梯系统负载的仿真和对照实验证明了该控制策略的可行性与稳定性,比单一四象限变流器能量回收系统的效率提高2.7%~23.2%。     

混合动力汽车制动能量回收优化策略研究

针对混合动力汽车动态工况下制动能量回收效率低下的问题,在混合动力汽车系统结构和动力学模型基础上,将永磁同步电机的电枢电流作为被控对象,采用模型预测控制算法作为制动能量回收优化策略,构建了混合动力汽车的制动控制器,在AVL Cruise和MATLAB联合建模仿真平台构建了混合动力汽车制动能量回收仿真模型,通过仿真试验验证...     

基于超级电容器储能的交直交变频驱动系统制动能量综合回收利用方法研究

交直交变频驱动系统已经在工农业生产中得到了广泛的应用,但是大部分都采用能耗制动,造成了能量的巨大浪费。采用超级电容器储能的制动能量回收利用系统,能够在电机制动时回收制动能量,并在电机启动或加速时释放出去,从而实现能量的节约利用。然而,该方案存在储能容量配置较大、价格昂贵等缺点,制约了其推广应用。该文以提高制动能量回收利用系统性价比为目标,提出制动能量综合回收利用方法以及超级电容器储能单元储能量和充放电变流器功率优化设计方法,设计交直交变频器、储能单元、制动电阻之间无需通讯线的协调控制策略,并通过在石油钻机上的示例分析和仿真验证所提方法的正确性和有效性。     

燃料电池发电装置能量管理控制系统设计

针对燃料电池动态响应上的不足,该文探讨了燃料电池发电系统中的能量管理控制系统的设计方法。讨论能量管理控制系统的结构和控制器的设计,提出了一种基于电流间接控制的能量管理控制方式。建立了能量管理控制系统的控制模型,重点分析了控制系统中电流控制环路的设计方法。针对能量管理的需求,设计了一套基于状态转移控制能量管理的控制算法用于管理超级电容中的能量。建立了5 kW燃料电池发电系统,通过实验验证了所设计的能量管理控制系统的有效性。     

电动轿车制动能量回收效率与踏板感觉协调控制研究

围绕能量回收效率和制动踏板感觉,对最大回馈效率制动力分配策略、最佳制动踏板感觉制动力分配策略以及兼顾回馈效率和制动踏板感觉的制动力分配策略展开研究。按电机回馈制动力与液压制动力协调方式的不同将制动过程分为电液协调准备阶段、电液协调控制阶段和回馈制动撤除阶段。分别选取电液协调准备阶段和电液协调控制阶段作为评价能量回收效率和制动踏板感觉的特征工况段,并定义制动踏板感觉波动度来度量制动踏板感觉的波动程度。实车试验结果表明最大回馈效率策略的制动能量回收效率最高,但制动踏板感觉较差;最佳踏板感觉策略的制动踏板感觉最好,但能量回收效率最低;回馈效率和踏板感觉兼顾策略的踏板感觉良好,且相比最佳踏板感觉策略而言,将制动能量回收效率提高了9.42%。     

静止无功发生器启动冲击电流的抑制

静止无功发生器(Static Var Generator ,SVG)多采用双闭环PI控制。这种控制方式下,SVG启动瞬间会产生过大的冲击电流。分析了冲击电流产生的原因,在此基础上,设计直流电压逐步升高和电容能量外环控制相结合的方法,以降低冲击电流。通过Matlab/Simulink仿真对此方法进行仿真研究。最后,通过研制的SVG实验平台,对设计的方法进行实验验证。仿真和实验结果表明,该方法能够有效抑制启动冲击电流,SVG装置能够精确地补偿负载所产生的无功功率。     

分布式新能源发电中储能系统能量管理

本文对蓄电池和超级电容组成储能系统的能量管理进行研究,根据两种储能装置的特点和剩余容量以及分布式发电系统的状态,将储能系统的工作模式分类,并对每种工作模式采用不同的控制策略,发挥蓄电池和超级电容自身的优点,保证系统内部的功率平衡,减小风能、太阳能等新能源发电系统功率波动对外部电网的冲击,并实现孤岛运行。最后通过分布式新能源发电系统仿真和实验平台对控制策略进行了验证。     

超级电容混合动力汽车能量存储技术发展研究

混合动力汽车因具有低排放和低油耗而备受关注。超级电容充放电速度快、寿命长,可以作为蓄电池的辅助电源为混合动力汽车提供能量。阐述了超级电容和蓄电池的性能,并分析了它们的工作特点,同时还介绍了混合动力汽车能量存储系统的研究现状。     

基于温差发电技术的发动机能量回收研究

为了提高发动机燃油经济性,对发动机废弃能量进行回收利用是一种比较有效的方法。综述了采用温差发电技术进行发动机能量回收的研究进展。在介绍温差发电技术基本原理的基础上,对其在发动机能量回收方面的应用历史进行了回顾,从发动机尾气能量回收和冷却系统能量回收两个方面进行了总结。指出了提高换热器效率、降低热阻、提升温差发电系统可靠性、基于温差发电技术生命周期评价等内容是未来研究的方向。     

基于混合动力电动公交车的能量优化管理研究

利用电动公交车行驶路径固定、道路信息确定的特点,提出基于下一时段路况信息的超级电容、蓄电池电动公交车能量优化管理方法。在行驶过程中针对加速和制动2种工况设计了加速、减速2种模糊控制器对公交车进行能量实时优化;在公交车停站时刻,还可根据下一路况所需的平均功率,通过模糊控制器提前对超级电容和蓄电池进行功率预分配,以充分发挥2种电源的互补特性。数值仿真表明,所述方法能够大幅降低蓄电池放电峰值功率,明显提高能量回收效率,有效提高电动公交车的动力性能和经济性。     

永磁同步电机制动能量回收系统的控制方法

在矢量控制的铅酸蓄电池-永磁同步电机系统的基础上,设计制动能量回收系统。通过设定-iq,控制采用正弦脉冲宽度调制(SPWM)的三相全桥逆变器,将永磁同步电机在制动时产生的交流电流整流为直流电流,对铅酸蓄电池进行充电,实现制动能量的回收。最后,通过搭载了该系统的电动车对制动能量系统进行了试验,分析制动电流与行驶速度、制动时间、电池放电深度等的关系。试验结果表明采用该系统后可以有效地增加持续里程。     

太阳能电动车混合储能系统的能量管理策略研究

论文提出了一种适用于太阳能电动车的混合动力储能系统方案,给出了该系统的能量管理控制算法,其核心是分配、协调和优化太阳能、蓄电池和超级电容的能量。该系统包含太阳能电池板、boost变换器、蓄电池、超级电容、双向DC／DC变换器和直流无刷电动机。文中提出了一种新的双向DC／DC变换器的控制方法,能够充分利用超级电容的快速充...     

基于压电材料的振动能量收集试验研究

针对设备状态监测与故障诊断实时监测的要求,以应用于无线传感器网络节点供电为目的,根据材料的压电特性及其等效电模型,设计出将振动能转化成电能的能量收集的试验系统。该试验系统由压电片、振动台、整流转换、充电电路以及可充电锂离子电池等组成。以整流电路、开关控制部分,结合超级电容,设计出基于压电材料的振动能综合转换收集试验方案,制作出小型设备,通过试验验证其应用的可行性,记录并分析试验数据。试验表明,振动能量能够被有效地转化为电能并先储存于超级电容中,后由开关系统控制充电芯片实现断续充电,将电能储存至锂电池中。