液压混合动力车辆多系统联合制动控制策略研究

液压混合动力装载机在制动及能量分配过程中,由于多个子系统的引入而导致的传统联合控制策略难以通过最优化来提高整车燃油经济性,针对这个问题,提出一种基于模糊控制的液压装载机多系统联合制动控制策略。该策略基于传感器检测信号对装载机进行作业、行驶工况识别,针对实际工况,基于粒子群算法进行模糊控制规则的最优化设计,利用识别的结果选择最优的模糊控制规则进行车辆联合制动及能量分配控制。仿真与实验结果表明:该控制策略能够充分利用制动回收能量,在保证车辆联合制动安全稳定的同时,提高了车辆的制动能量回收率。     

基于模糊控制的纯电动汽车复合电源功率分配策略研究

以某微型纯电动汽车的蓄电池-超级电容复合电源系统为研究对象,提出了一种基于模糊控制理论的复合电源纯电动汽车驱动功率分配控制策略。针对整车动力系统结构,设计了模糊控制器,综合考虑母线电流和超级电容SOC,计算超级电容最佳输出电流,合理分配蓄电池与超级电容之间的功率。在Matlab/Simulink环境下搭建复合电源能量管理系统仿真模型,仿真结果表明所提出的功率分配策略能有效分配复合蓄电池和超级电容的输出功率,改善了蓄电池的工作环境,并提高了车载能量利用率。     

电动汽车复合能源系统能量管理策略研究

针对电动汽车单一动力电池功率密度低、循环寿命短、接收暂态功率等问题,设计了由动力电池和超级电容组成的复合能源系统,提出了基于小波变换-模糊控制的能量管理策略,并对不同分解层数的小波变换进行评价和选择。该控制策略利用小波变换将需求功率分解成低频成分和高频成分,并根据能量源的动态响应特性进行分配,避免动力电池接收暂态功率;为了充分利用超级电容"削峰填谷"的作用来提高电池的性能和循环寿命,采用模糊控制将超级电容的荷电状态(State of charge, SOC)维持在合适的范围内。建立MATLAB/Simulink仿真模型基于随机组合的循环工况验证所提策略的有效性,并与传统的控制策略进行比较。仿真结果表明:采用所提出的能量管理策略可以有效地减少峰值电流对动力电池的冲击,并且相比于单一电源的电动汽车还可以将能量利用率提高5.96%,电池的最大输出电流降低了57.1%,电池的温升降低了35.3%。     

锂电池与超级电容混合电动汽车系统在环综合测试

利用超级电容的功率密度高及可大电流充放电等特点,提出并设计了锂电池与超级电容双能源电电混合动力系统,建立了基于交流电力测功机的混合动力系统在环综合测试台架。采用70.4V/40A·h的磷酸铁锂电池组与48.6V/165F超级电容模组进行混合,并设计了基于综合测试台架的后向工况测试流程。最后采用UDDS动态工况,完成对基于模糊PID控制的双能源能量管理策略系统的在环测试。测试结果表明,通过混合结构及能量管理策略,锂电池组的充放电电流均限制在1C范围内,超级电容承担大部分电流波动,保护了锂电池组。     

基于复合电源的纯电动商务车能量管理策略仿真

以锂离子电池作为单一动力源的某纯电动商务车在大功率行驶时放电电流大、电池发热严重,电池使用寿命偏低。在AVL/CRUISE软件中搭建纯电动商务车整车及复合电源仿真模型,提出一种基于模糊逻辑控制理论的能量管理控制策略,并在MATLAB/Simulink环境下建立模糊逻辑功率分配控制器模型。联合仿真结果表明,使用模糊控制策略的复合电源能够最大限度的避免锂离子电池大电流放电、降低能量消耗且由超级电容进行制动能量回收,可延长锂电池的使用寿命并增加续驶里程。     

纯电动汽车工况识别和能量控制策略研究

针对纯电动汽车能量管理策略优化主要面向单一工况,提出包含BP神经网络工况识别控制的能量管理策略.以锂电池-超级电容复合电源纯电动汽车为研究对象,引入工况识别的复合电源纯电动汽车能量管理策略对整车经济性和蓄电池工作状态的影响.在MATLAB/Simulink平台下修建整车模型并进行综合测试工况仿真,结果表明:包含工况识别的能量控制策略能够准确识别行驶工况,相较于优化前的能量管理策略,蓄电池能量消耗下降2.81％,总能量消耗下降1341 kJ,两种能量源之间的能量分配更加合理,蓄电池工作状态得到进一步优化,有效提高整车经济性.     

基于改进PSO的局部阴影下光伏阵列MPPT控制

光伏阵列在局部阴影情况下,其功率-电压曲线将呈现多峰值特征,针对传统粒子群算法在最大功率点跟踪时存在易陷入局部最优、收敛速度慢等问题,采用一种改进的粒子群算法,在粒子群算法中引入自适应调节的惯性权重和学习因子,使系统快速、精确地搜索到最大功率点。通过仿真验证了所采用的算法在不同阴影条件下能够提高收敛速度,快速追踪到最大功率点,避免陷入局部最优。     

燃料电池有轨电车能量管理策略多目标优化

为研究一类以质子交换膜燃料电池、超级电容和动力电池为动力源的混合动力有轨电车能量管理问题,首先介绍该类有轨电车的混合动力系统结构和工作特点,提出一种基于系统工作模式的逻辑门限式能量管理策略,工作模式的切换通过多个控制参数来实现。针对该能量管理策略中控制参数的不确定性,应用多目标遗传算法,将整车超级电容和动力电池的最小配置成本以及有轨电车运行的能耗、准时性、准地点停车作为优化目标,对影响列车动力性能的主要能量管理策略控制参数进行优化。以国内某规划线路为实例,在已通过实车试验数据验证的系统仿真模型中进行优化分析,优化结果表明,在保证列车动力性能的前提下,优化后列车的总牵引能耗减少了约12.5%,回收的再生制动能量增加了约14.5%,燃料电池的平均效率提高了约0.83%;同时通过优化得到了超级电容和动力电池的最小容量配置,为整车车载储能系统的冗余配置提供参考。     

地铁混合储能系统及其功率动态分配控制方法

针对城市地铁制动能量瞬时大功率、短时大能量等引起的牵引网电压安全问题,提出采用超级电容-锂电池组成双DC/DC架构的混合储能系统进行制动能量吸收。通过引入制动电阻辅助分流,研究采用电压分级的方法实现混合储能系统中超级电容、锂电池以及制动电阻的启停控制;同时根据一阶低通滤波法以及基于超级电容荷电状态的动态滤波常数调整方法,优化超级电容组和锂电池组的输出功率,并在MATLAB中搭建了仿真模型。仿真结果表明该控制方法可以有效抑制牵引网电压的波动,同时提高了混合储能系统整体性能和性价比。     

新能源列车车载储能数据采集系统设计及储能系统运行寿命分析

研究一类基于STM32的数据采集系统,采集并储存有轨电车车载超级电容的电压/电流数值。首先介绍该数据采集系统中硬件部分的各个功能区域,随后设计了数据采集系统的软件部分,编写了ADC采集的程序并通过GPRS 4G无线通信模块发送数据,通过SD卡储存数据,将其用于有轨电车线路测试,得到了相应的电压/电流曲线。后续依据储能系统的退化特征,分析了储能电容寿命衰减的影响因素,提出了不同温度和电压下超级电容寿命的预测方法,为超级电容的合理使用提供了参考依据。     

纯电动汽车800 V高电压复合电源能量分配策略研究

基于逻辑门限控制策略,将动力电池和带有理想开关的DC/DC变换器串联,并将串联后的系统与超级电容并联,形成新型复合电源系统,利用低成本小容量超级电容,增大充放电电压,减少系统线路上的能量损耗.同时,采用Matlab/Simulink仿真平台,搭建控制策略模型,结合基于ADVISOR2002建立的复合电源纯电动汽车模型,...     

基于NSGA-Ⅱ算法的储能式有轨电车复合电源参数优化设计

为研究一类以动力电池和超级电容为复合电源的有轨电车参数匹配问题,提出一种基于多目标优化的复合电源参数设计方法。根据有轨电车的动力性能需求,给出基于等效计算的复合电源参数设计方法。以有轨电车日均运行成本和动力电池的性能衰减率为评价指标,建立多目标优化函数,采用带精英策略的非支配排序的遗传算法(NSGA-Ⅱ),设计系统仿真模型在环的复合电源参数优化流程。以一次往返行程为运营要求,对比分析两个不同工况的Pareto解集和等效计算配置方案下的有轨电车系统仿真结果。结果表明,相比等效计算的配置方案,优化的配置方案使动力电池性能衰减率降低至少约31.1%;合理的配置方案可有效保证较高的再生制动能量回收率和有轨电车效率;长站间距的工况增加了对复合电源的配置需求。     

基于超级电容的惯性能量回收系统的研究

本文分析了电机连续再生能量传统处理方案存在的缺陷,选择了具有功率密度大、比能量高、循环使用寿命长、环保等特点的超级电容作为储能装置。结合电网突然断电对负栽安全可靠运行的不良影响,设计了兼作后备电源的一种基于超级电容的惯性能量回收系统,详细介绍了能量回收系统的组成及工作原理,阐述了DC/DC变换器的设计方法,采用了电流电压双闭环控制策略,实现了超级电容的充放电控制,提高了该惯性能量回收系统的工作效率,达到了稳定高效地储能和释能的目的。     

基于复合电源恒流控制的电动车再生制动系统研究

超级电容具有功率密度大的特点,将其作为电动车的辅助电源,能够弥补动力电池功率密度低的缺陷。以电动车再生制动系统为研究对象,建立由直流无刷电动机和Buck-Boost型DC-DC变换器、超级电容组及控制器组成的复合电源的电动车再生制动系统的数学模型。为对电动车再生制动系统模型进行验证,设计开发再生制动模拟试验系统,采用小功率直流无刷轮毂电动机驱动系统模拟电动车驱动系统,采用飞轮惯性矩模拟电动车惯性负载。在此基础上对再生制动系统数学模型进行仿真计算和试验验证,结果表明所建立的数学模型准确有效。以制动过程中制动力矩波动范围小为目标,采用恒流控制策略对电枢电流进行控制。仿真结果表明,由动力电池和超级电容组成的电动车复合电源,能够有效吸收再生制动能量,所采用的恒流控制策略能够实现制动过程中的制动力矩稳定及较高的能量回收效率。     

混合动力挖掘机电回转系统储能容量的优化配置

为了解决混合动力挖掘机电回转系统中超级电容储能容量配置较大、价格昂贵的问题,提高整个驱动系统的性价比,提出了一种将超级电容应用于混合动力挖掘机电回转系统的功率匹配策略,并在此基础上将超级电容储能系统的性价比作为储能容量的优化目标。运用遗传算法对建立的系统数学模型进行容量优化配置。最后通过搭建系统的MATLAB模型进行了仿真验证,并对优化前后参数进行了对比。结果表明,该优化模型提高了混合动力挖掘机回转驱动系统的性价比,对于混合动力挖掘机电回转系统中超级电容容量的配置有一定的参考作用。     

基于超级电容器的断路器操作电源研究

本文主要讨论了超级电容器在断路器直流操作电源上的应用,对超级电容器模块的设计、控制电路的构成进行了研究和仿真分析。结果表明,以超级电容器替代断路器直流操作电源所需的蓄电池,具有储能密度大,充放电速度快,免维护,对环境没有污染等优点。     

超级电容与蓄电池混合储能对微电网频率稳定性改善研究

随着越来越多的新能源发电并入微电网,单一储能技术已无法满足微电网对自身频率稳定性的要求。这时需要采用多元混合储能技术来改善微电网的频率稳定性。该文主要研究了微电网孤岛运行时,通过在交流母线处配置蓄电池和超级电容器两种储能装置,并且协调控制这两种储能装置的运行,来使微电网在风速扰动时系统频率能够快速地恢复稳定。通过对仿真结果的分析及比较,验证了所提出的混合储能方案对微电网孤岛运行时频率稳定性的改善作用优于单一储能方案。