基于ARM的电动汽车制动能量回馈系统的研究

针对电动汽车制动能量回馈系统,提出了利用超级电容作为储能元件来实现电动汽车再生制动能量的回收利用.设计了针对NXP公司的LPC2400系列ARM,应用脉宽调制PWM控制技术,实现了电动汽车超级电容再生制动控制系统.调试结果表明,在模糊PID控制下再生制动控制器响应效果良好,而且双向DC/DC变换器的控制算法和储能系统是影响制动能量回收的两大因素.验证了系统的软硬件设计能够很好地回收电动汽车的再生制动能量.     

考虑电池寿命的四轮轮毂电动汽车制动能量优化控制

制动能量回收系统能够将动能转化为电能存储到电池中,从而有效提高电动汽车的续驶里程,然而频繁 的制动会引起电池的频繁充电。电池寿命与其工作的外部环境有直接关系,如充放电倍率,电池剩余电量及工作 温度。单纯的制动能量回收并没有考虑回馈制动的时间点,时间长度和制动强度给电池寿命带来的影响,而这些 都是影响电池老化的不可忽略的因素。电动汽车制动过程具有电机制动和液压制动两种制动模式,本文针对制动 工况,对四轮轮毂电动汽车建立了制动模式下的能耗模型和电池寿命模型,设计了电机/液压制动模式协调优化 控制器,旨在同时兼顾电动汽车的能量回收与电池寿命的损耗。基于AMESim/Simulink 联合仿真平台对制动能 量回收给电池寿命带来的影响进行了仿真分析,并对所提出的控制策略进行了仿真验证,与未考虑电池寿命的策 略进行了对比,最后对不同的初始电池荷电状态和不同的制动强度对优化的影响进行了分析。     

混合动力汽车再生制动系统的建模与仿真

再生制动系统是混合动力汽车和电动汽车特有的系统.可以将汽车制动过程中消耗的汽车动能和势能通过电机发电的方式储存到电池中,在启动和加速过程中加以利用.提出了一种再生制动系统的结构和并行制动力分配下的再生制动控制策略,建立了再生制动系统中主要元件的数学模型.为了验证该再生制动系统的性能以及工作可靠性,在MATLAB/Simulink平台上,以改装混合动力汽车夏利TJ7100为基础样车,通过试验数据和数学模型相结合的方式建立再生制动系统的仿真模型,最终得出仿真计算结果,以此来验证该系统.考虑汽车在市区频繁的启动/停车、加速/制动,选择市区十五工况进行仿真.仿真结果表明,有效能量回收效率为17.2%,明显改善了该车的燃油经济性,并减少了排放污染,验证了提出的再生制动系统结构及其控制策略的合理性,为以后对电动汽车的研究打下了坚实的理论基础.     

并联式混合动力再生制动系统控制策略研究

再生制动系统是混合动力汽车的一个特点.为了最大化地使用再生制动系统,提高能量回收效率,针对混合动力汽车的制动系统制动力分配问题进行研究,在分析传统汽车制动原理的基础上,结合混合动力汽车制动新特点,提出了一种用于并联式混合动力再生制动系统的制动力分配控制策略.然后,对比不同条件下的制动力分配情况,采用AVL - Cruise与Matlab联合仿真.结果表明,综合考虑制动强度、附着系数及电机特性的制动控制策略,可以合理地分配制动力,最大化地提高再生制动系统的利用效率.     

并行再生制动控制策略仿真研究

再生制动系统是混合动力汽车和电动汽车特有的系统.该系统可以将汽车制动过程中消耗的汽车动能和势能通过电机发电的方式储存到电池中,在启动和加速过程中加以利用.装备有再生制动系统的汽车在制动时,主要由前轴摩擦制动力、后轴摩擦制动力和再生制动力三个力作用.提出一种控制策略来解决这三个力的分配问题,结合Saturn SL1车型,在市区十五工况下进行了仿真,结果表明,并行控制策略既可以达到制动安全性的要求又可以达到最大限度的回收制动能量的目的.     

电动汽车电机复合制动控制系统研究

对控制策略进行优化已经成为改善电动汽车性能的有效手段,对电动汽车电机复合制动控制系统进行了研究,对复合制动控制策略产生影响的多个关键参数,通过引入多目标遗传算法实现了在多个约束条件下的协同优化过程,从而通过优化复合制动控制策略实现制动稳定性的有效满足以及制动能量最大程度的回收.通过软件仿真平台上进行的实验表明采用优化后...     

基于电机辅助的纯电动汽车模式切换控制策略

为了提高纯电动汽车动力系统的工作效率,提出了一种基于电机辅助的纯电动汽车模式切换控制策略。首先,在传统纯电动汽车结构基础上配置一个小功率电机,得到一种双电机型纯电动汽车;其次,在双电机型纯电动汽车各驱动和各再生制动模式下,对其动力系统进行动力学分析和能量平衡分析,得出了系统在各模式下的工作效率模型;然后,以使动力系统工作效率最大为原则,制定了模式切换控制策略,确定了车辆的目标运行模式和两电机的目标转矩;最后,在Advisor仿真平台CYC_NEDC循环工况下,对该模式切换控制策略进行仿真,结果表明,与传统纯电动汽车相比,该控制策略使动力系统的工作效率提高了约6%。     

混合电动汽车再生制动能量控制系统设计

混合电动汽车是目前技术条件下解决能源危机和环境保护的最佳汽车技术解决方案,而再生制动是电动汽车独有的节能环保技术;利用自主开发的CAN总线智能模块和嵌入式微计算机主控模块,组成了混合动力电动汽车的再生制动能量回收控制系统,运用相应的控制策略设计能量系统控制程序,实现了电动汽车上再生制动能量控制;经过上车的实际使用表明,控制系统运行良好,并能大大提高能量利用率,配备该系统后可比未配置该系统前节能达20％以上。     

基于模糊滑模控制的HEV再生制动控制策略

为了提高混合动力汽车制动能量回收率,根据镍氢电池快速充电特性和集成启动电机(Integrated starter/generator,ISG)发电特性,确定了电机与电池联合高效工作曲线.根据上述曲线,提出了一种无级自动变速传动(Continuously variabletransmission,CVT)速比控制的混合动力汽车再生制动模糊滑模控制策略.利用滑模控制方法对永磁同步电机的转矩进行控制,此外,给被控对象加上一个外界干扰,并对干扰采取模糊控制策略,使电机运行点处于联合高效曲线附近.在MATLAB/ADVISOR中搭建再生制动模糊滑模控制仿真模型.仿真结果表明,与Advisor控制策略相比,所设计的模糊滑模控制策略有效地提高电机制动过程中的能量回收率.     

电动汽车制动能量回收控制策略的研究

电动汽车的驱动电机运行在再生发电状态时,既可以提供制动力,又可以给电池充电回收车体动能,从而延长电动车续驶里程。对制动模式进行了分类,并详细探讨了中轻度刹车时制动能量回收的机制和影响因素。提出了制动能量回收的最优控制策略,给出了仿真模型及结果,最后基于仿真模型及XL型纯电动车对控制算法的效果进行了评价。     

基于滚动优化和能量回收的V2I电动汽车决策

通过对标准新欧洲汽车法规循环(NEDC)工况的分析,提取出NEDC工况中的实时交通信息,分析不同驾驶状态对于车辆能耗的影响,提出一种新的基于实时交通信息的适用于V2I车辆的测试工况;结合电动汽车能量回收的优点,考虑电池-电机-制动特性约束,设计多源信息融合框架下的制动力分配策略;结合模型预测控制(MPC)的滚动优化思想提出MPC软约束框架下的电动汽车V2I最优控制策略;在AMESim & Simulink联合仿真平台上进行高精度纯电动车整车建模和MPC最优控制器的设计;对优化后车辆和未优化的车辆进行仿真对比验证,结果表明:结合道路交通信息进行最优决策的V2I纯电动车辆可有效降低车辆运行中的启停频率,减少整车能耗、车辆加速度和冲击度幅度,并显著提高整车经济性和舒适性.     

Fuzzy Adaptive Filtering-Based Energy Management for Hybrid Energy Storage System

Regarding the problem of the short driving distance of pure electric vehicles, a battery, super-capacitor, and DC/DC converter are combined to form a hybrid energy storage system (HESS). A fuzzy adaptive filtering-based energy management strategy (FAFBEMS) is proposed to allocate the required power of the vehicle. Firstly, the state of charge (SOC) of the super-capacitor is limited according to the driving/braking mode of the vehicle to ensure that it is in a suitable working state, and fuzzy rules are designed to adaptively adjust the filtering time constant, to realize reasonable power allocation. Then, the positive and negative power are determined, and the average power of driving/braking is calculated so as to limit the power amplitude to protect the battery. To verify the proposed FAFBEMS strategy for HESS, simulations are performed under the UDDS (Urban Dynamometer Driving Schedule) driving cycle. The results show that the FAFBEMS strategy can effectively reduce the current amplitude of the battery, and the final SOC of the battery and super-capacitor is optimized to varying degrees. The energy consumption is 7.8% less than that of the rule-based energy management strategy, 10.9% less than that of the fuzzy control energy management strategy, and 13.1% less than that of the filtering-based energy management strategy, which verifies the effectiveness of the FAFBEMS strategy.     

Speed planning and energymanagement strategy of hybrid electric vehicles in a car-following scenario

The development of intelligent connected technology has brought opportunities and challenges to the design of energy management strategies for hybrid electric vehicles. First, to achieve car-following in a connected environment while reducing vehicle fuel consumption, a power split hybrid electric vehicle was used as the research object, and a mathematical model including engine, motor, generator, battery and vehicle longitudinal dynamics is established. Second, with the goal of vehicle energy saving, a layered optimization framework for hybrid electric vehicles in a networked environment is proposed. The speed planning problem is established in the upper-level controller, and the optimized speed of the vehicle is obtained and input to the lower-level controller. Furthermore, after the lower-level controller reaches the optimized speed, it distributes the torque among the energy sources of the hybrid electric vehicle based on the equivalent consumption minimum strategy. The simulation results show that the proposed layered control framework can achieve good car-following performance and obtain good fuel economy.     

基于模糊逻辑算法的纯电动客车起步加速能力优化与再生制动控制

日益严重的环境问题促使城市交通向着清洁、高效和可持续的方向发展,同时也促进了新能源交通技术的推广和应用。随着电池和电机驱动技术的发展,纯电动客车也受到越来越多的关注。起步加速能力和可再生制动是纯电动公交车区别于传统内燃机车的两个方面。由于加速踏板信号响应与驱动电机响应较快,理论上纯电动客车的加速性能要优于传统内燃机车。再生制动是一种降低能耗、提高续驶里程的重要技术手段。文章基于模糊逻辑算法,设计了驱动扭矩控制策略对驱动工况下的纯电动客车起步加速能力进行优化。同时,针对纯电动客车制动工况设计了能量回收策略。结果表明,驱动扭矩控制策略可使纯电动客车起步加速时间从19.7 s减小至19.25 s,制动能量回收策略在中国典型城市公交路况下使能量消耗减少11%。     

电动汽车制动与能量回馈技术研究

基于电动汽车用直流无刷电机制动与能量回馈的工作原理,提出一种简单且有效的能量回馈制动的控制策略。在刹车时,通过改变逆变器开关管的导通序列来控制反向力矩,由此制动能量可以回馈到电池内,以此增加纯电动汽车的续航里程。PSIM仿真和样机实验结果表明,该方法有效地实现了电动汽车的能量回馈。     

Electro-mechanical Braking Method in Hybrid Electric Vehicles Based on Feedback Control Theory

In this paper, the hybrid electric vehicle braking process is researched, by using variables consists of HEV speed, motor speed, and state of charge established, fimctions of mechanical braking force, regenerative braking force and efficiency of energy recovery are constructed, and the control goal is to maximization the energy recovery efficiency. Under the feedback control strategy, with the constrain condition of braking strength and braking stability, combining experiments in ADVISOR, in different experiments of different working conditions, we can see that in UDDS Cycle, the regenerative braking efficiency is the best. What＇s more, compared with strategies in ADVISOR, strategy proposed in this paper is obviously better.     

Energy management strategies for parallel hybrid vehicles using fuzzy logic

This paper presents a fuzzy-logic-based energy management and power control strategy for parallel hybrid vehicles (PHV). The main objective is to optimize the fuel economy of the PHV, by optimizing the operational efficiency of all its components. The controller optimizes the power output of the electric motor/generator and the internal combustion engine by using vehicle speed, driver commands from accelerator and braking pedals, state of charge (SOC) of the battery, and the electric motor/generator speed. Separate controllers optimize braking and gear shifting. Simulation results show potential fuel economy improvement relative to other strategies that only maximize the efficiency of the combustion engine.     

串联混合动力城市客车整车控制系统研制

介绍安徽安凯汽车股份有限公司HFF6120G03SHEV型串联式混合动力城市客车整车控制系统研制,以串联式混合动力城市客车为控制对象,对驾驶员的需求、整车能量优化分配和整车控制策略进行了分析,设计、制作了整车控制器硬件电路,编写了软件程序.实现了混合动力模式、纯电动模式、发动机模式、能量回收模式、充电模式等正常工作模式,使客车正常工作时发动机始终处于高效区、电池不过充电或过放电,并在客车出现故障时切换到跛行回家模式或单电机驱动模式等故障运行模式,保证客车可以行驶到安全地带.经过试验场测试和实车运行测试,设计、研制完成的整车控制器可在城市公交环境下长期稳定、可靠的运行,能准确实现整车控制功能,并达到显著的节能效果.     

多能源电动汽车中的Fuzzy控制策略及仿真

多能源电动汽车的能量存储系统由锌空电池、镍氢电池和超大电容三种能量存储元件组成。锌空电池为负载提供基本能量。镍氢电池工作在中级能量区，并回收下坡和刹车过程中的能量。超大电容工作在尖峰负载区，为大加速度过程提供能量，在短时间内可以实现能量回收。该文在多能源电动汽车的模型基础上，针对能量管理系统(EMS)提出了一种模糊控制策略。EMS模糊控制策略的输入包括所需功率、镍氢电池的SOC和超大电容的SOC，模糊控制策略的输出包括三个能量存储元件的分配功率因子，每个输入和输出有不同的模糊量。仿真结果表明：模糊控制策略比简单查表控制策略在续驶里程、燃料经济性和效率等方面均有所改善。     

基于指数趋近律的车载复合储能系统全局滑模控制

针对电动汽车存在电池使用寿命和续航里程不足的问题,引入超级电容、电池和DC/DC变换器构成车载复合储能系统.基于五阶状态空间电路平均模型,提出一种基于指数趋近律的全局滑模(E-GSM)控制策略,并基于Lyapunov方法进行控制策略的稳定性分析.该策略包括一个全局滑模电流控制器(用于精确跟踪电池和超级电容电流参考值)和一个PI控制器(用于稳定母线电压);同时,提出一种改进的基于规则的能量管理策略,用于生成电池电流参考值.仿真结果表明, E-GSM控制策略能够精准跟踪负载功率变化,在中国典型城市工况及新欧洲行驶工况下,电池SOC终值分别提高10%和7%,且避免了电池大电流放电,验证了E-GSM控制策略的有效性.