Plug-In并联式混合动力汽车实时优化能量管理策略

能量管理策略是混合动力汽车的核心技术之一,其品质直接影响车辆的动力性、经济性和排放性能。首先制定了基于确定性规则的Plug-In并联式混合动力汽车能量管理策略;然后,为了提高车辆的燃油经济性,设计了电池能量观测单元,并对等效燃油消耗最小策略进行改进,提出了适用于Plug-In混合动力汽车的实时优化能量管理策略。研究结果表明,该能量管理策略显著提高了Plug-In并联式混合动力汽车的燃油经济性。     

增程式电动汽车永磁同步发电机设计与改进

介绍和分析了城市应用紧凑型增程式电动汽车的运行工况,并讨论了增程器专用发电机的设计要求。基于其特性要求定义了增程器的需求功率,并对增程器专用发电机进行了合理优化,分别从改善振动和噪声、减重、减小齿槽转矩以及改善漏磁方面考虑,改进后的永磁同步发电机性能得到进一步的提升,为紧凑型车用增程器永磁同步电机的设计研发提供了参考。     

并联式混合动力汽车的BP网络实时能量管理

为了提高并联式混合动力汽车(PHEV)的燃油经济性,提出了一种基于BP神经网络的并联式混合动力汽车实时能量管理策略.采用瞬时优化能量管理策略结合多种路况离线仿真得到能量管理规则,利用模糊C-均值聚类对能量管理规则进行分类并提取部分规则作为神经网络的训练样本.训练得到的BP神经网络控制器根据车辆实时工况控制混合动力系统的转矩分配,以实现最优的能量分配.基于ADVISOR的仿真研究表明,与瞬时优化能量管理策略相比,该能量管理策略不仅能够保证车辆的燃油经济性,而且明显提高了能量管理的实时性.     

DEHPSO算法在电传动系统能量管理中的应用

为解决多能量源电传动系统的供能任务分配与管理问题,以能量管理控制策略为研究目标,结合理论分析与实验数据建立了面向实时控制的电传动系统Simulink模型。根据系统工作特点,提出了一种"功率跟随+恒温器"与模糊控制相结合的能量管理策略。为了进一步提升电传动系统燃油经济性,基于差分进化理论提出了一种混合粒子群优化算法(DEHPSO),并结合算法对功率跟随控制策略的转速切换值进行了优化。仿真结果表明:设计策略实现了供能任务的合理分配,使系统具备了较高的工作效率和功率输出能力。通过DEHPSO算法优化后,系统燃油消耗降低了8.27%,燃油经济性得到了进一步提高,为改善电传动系统综合工作性能提供了有效途径。     

基于差分进化算法的增程式电动汽车油耗率优化

针对增程式电动汽车增程器油耗率优化问题进行了研究。首先,分析了常用的油耗率优化策略及其不足,然后根据实际工程中的功率需求提出3种不同的模型。根据不同的模型,以电机外特性、实际功率需求和其他特性参数作为约束条件,利用MATLAB以及GUI软件对增程器油耗率问题基于map图和差分进化算法进行建模和仿真。最后,在台架实验平台上对NEDC、FTP、HWFET 3种工况下的油耗率运用本文方法进行实验验证。实验结果表明通过本方法对增程器的油耗率的优化,可以实时精确的控制发动机转速、发电机转矩,使得增程器可以一直运行于最佳工作点,有效的降低整车油耗和排放。     

电池SOC和道路预测的混合动力最优能量管理

混合动力电动车能量控制策略是提高车辆性能的关键技术之一,重点研究基于部分道路预测的混合动力电动车(HEV)能量管理策略。通过预测电动车的行驶轨迹优化电池的充电和放电性能,结合不同路段电池的实时荷电状态(SOC)值估算燃油消耗量,从而达到提高混合动力整车能量利用效率的目的。新方法将电动车整段行驶轨迹分割成连续相连的部分路段,动态估算每段轨迹的车辆参数值,利用动态编程工具验证可用道路信息的优越性。NEDC工况仿真结果和实际电动车实验结果显示,新算法可动态模拟电动车电池在每个路段的电量消耗情况,在相同路段条件下燃油节省率达到10.8%和12.5%。     

高渗透率光伏微电网能量优化管理策略的研究

针对高渗透率光伏微电网,提出了运行总成本最优的能量优化管理策略。在微电网并网和孤岛两种运行模式下,基于光伏的运维成本、储能设备的运行损耗、火电的环境污染及治理成本、微电网与大电网之间电能交易差额以及可调负荷的断电惩罚费用等因素,建立高渗透率光伏微电网的多目标能量优化模型,并在系统功率平衡等安全约束下,应用具有惯性权重系数的粒子群算法求解得到能量优化管理策略。算例分析表明,该能量管理策略具有经济性和有效性。     

HEV车载复合电源系统控制策略优化研究

HEV车载复合电源是将高比功率的超级电容与高比能量的蓄电池复合使用,通过合理的能量管理策略,以提高HEV汽车能源系统性能的技术。在分析车载复合电源系统的结构、功率需求及电源约束条件的基础上,建立了以车辆燃油消耗率和再生制动能量回收率为优化目标函数的能量管理问题数学模型。然后,根据复合电源系统的工作模式设计了基于模糊逻辑的能量管理控制器,利用遗传算法对功率分配因子的隶属度函数参数进行优化。基于ADVISOR的仿真研究表明,与未优化的模糊能量管理策略相比,经过优化的模糊能量管理策略能够更有效地降低混合动力汽车的燃油消耗,提高了制动能量回收率。     

混合储能系统SC电压分段新型能量管理策略

为了提高混合储能系统(HESS)的效率和生命周期,设计了一种基于分时算法的新型能量管理策略,其可以优化HESS功率流控制以适应系统约束.传统的HESS能量管理策略以超级电容的参考电压为运行约束,以防止其过度充电或充电不足,这导致了超级电容电压利用范围较窄.而实际上超级电容的电压安全变化范围较广,故新型能量管理策略将分时算法用于超级电容的充放电控制,并引入电压带,从而增大了HESS能量传输能力,同时提高了动态性能且减小了超级电容规模,因而提升了HESS经济性.最后,利用HESS实验平台开展了不同运行条件下的能量管理测试,实验结果验证了新型能量管理策略的效果.     

增程式纯电动客车用锂离子电池系统的研发

介绍了增程式纯电动客车用锂离子电池系统435.2 V/300 Ah的研发过程,包括电池性能的优化、蓄电池组内部结构设计、管理系统(BMS)的功能与设计、性能测试与应用等。     

储能式充电桩参与电网需求侧响应联合运行优化

储能式充电桩参与电网的联合运行,不但能够减小电网扩容成本,还可以获得参与电网需求侧响应辅助管理服务收益,从而降低充电桩运营成本。为探究需求侧响应中实时定价激励对储能式充电桩经济效益的影响,本文进行储能式充电桩参与电网需求侧响应的联合运行优化能量调度研究。通过考虑电网需求响应实时电价,建立以储能式充电桩参与需求侧响应的经济效益函数模型;以实现经济效函数最大化为目标,建立以储能式充电桩电量和容量约束的充电桩的电网联合运行优化模型;为应用对偶分解方法,将优化模型转化为典型凸优化问题,从而求得储能式充电桩最优化能量调度。基于储能式充电桩实际运行电量、容量和经济性参数进行仿真,仿真结果表明所提出的方法能够实现较快收敛,并且能够获得收益。     

微型电动车用增程发电系统控制策略研究

为了提高微型电动车的续行里程,设计了由小功率发动机、永磁同步发电机及PWM整流器组成的增程式发电机系统。根据微型电动车的运行特点,提出双功率点能量管理策略,并进行了系统仿真和实验。研究结果表明,采用的双功率点能量管理策略适用于小功率发动机,有助于提升整车的续行里程。     

串联混合动力城市客车整车控制器设计与实现

针对串联混合动力城市客车的整车协调控制问题,设计了整车控制器（electronic vehicle controller unit,EVCU）与能量优化管理策略。整车控制器以Freescale公司32位微控制器MPC5534为核心,实现了数字I/O、模拟量采集、以及CAN总线通信。能量优化管理策略以整车油耗优化为核心目标,根据驾驶员操作意图和动力电池荷电状态,实时优化动力蓄电池充放功率,提高能量利用率,实现整车典型城市工况下节油率达到30%。试验测试和实车路试表明,该控制器运行稳定、可靠,达到了预设的节能效果。     

独立交直流混合微电网电源优化配置

对交直流混合微电网中电源进行优化配置能够减少换流损耗,降低系统成本。针对独立交直流混合微电网特有的结构和能量流动方式,考虑能量传输效率,提出了改进的能量管理策略。优化配置模型以经济性最优为目标,综合考虑环保性和供电可靠性,采用改进的人工蜂群算法对模型进行求解,得到独立交直流混合微电网的分布式电源优化配置结果。最后,通过算例进行仿真验证,结果表明,交直流混合微电网相对于纯粹交流微电网和直流微电网能够降低系统运行成本,使用改进后的能量管理策略能得到经济性更优的微电网电源配置方案。     

锂离子蓄电池相关特性试验研究

为了确定锂离子蓄电池在不同负荷下的最小允许放电电压、内阻变化规律以及内阻消耗量,对4节3.2 V/60 Ah的锂离子蓄电池单体串联组成电池组进行了放电试验,记录不同时刻蓄电池组端电压、放电电流和内阻值,利用M atlab对所采集到的数据进行处理,计算出了各种不同负载条件下蓄电池组的放电量、负载消耗的能量、蓄电池内阻消耗的能量以及蓄电池的内阻消耗的能量占整个能量消耗的百分比,并绘制出蓄电池试验变化曲线。结果表明:锂离子蓄电池单体所允许的放电端电压最小值在2.75 V左右,内阻值约为0.75 mΩ,不随放电量和负载的变化而发生变化;在负载相同的条件下,电池组放电电流减小趋势和端电压下降趋势一致;负载越大内阻消耗量也越大。以上结论为蓄电池能量管理系统开发提供理论依据。     

电励磁双凸极电机电动和发电功率的比较

根据双凸极电机的机电能量转换过程,从磁能变换的角度分析了电励磁双凸极电机电动及发电时的工作原理。借助有限元仿真软件,针对同一台12/8极电励磁双凸极电机,分析了电枢反应对双凸极电机电动及发电功率的不同影响,比较了提前角度控制和不控全桥整流发电方式下电机的功率密度,给出了不同励磁电流下电机电动及发电功率特性曲线。对原理样机进行了试验,验证了仿真分析的准确性。分析结果表明:电励磁双凸极电机电动和发电最大功率点随励磁电流的增加不断增大,而相同转速、励磁电流条件下,双凸极电机电动功率大于发电功率。     

燃料电池电动汽车能量管理系统最优控制策略研究

燃料电池电动汽车复杂多变的行驶工况下极易产生大电流脉冲,负载的变化给燃料电池带来极大的影响。针对燃料电池低电压、大电流的输出特性,在燃料电池电动汽车动力系统结构基础上,采用动态规划算法来管理能量的最优分配,在MATLAB/Simulink建模仿真平台搭建完整的能量管理策略模型,并在WLTC循环工况进行仿真试验,结果表明,采用动态规划算法能够延缓燃料的过度消耗,在动力电池SOC由45.6%回升到48.3%阶段,燃料电池能够稳定地输出能量,并且不断优化整车的能量分配。     

基于气候条件的光伏储能一体发电系统的能量管理策略

针对光伏发电波动性与随机性的问题,将光伏发电单元与储能装置配合组成光伏储能一体发电系统并利用能量管理策略进行统一调度管理是一种有效的解决方式,而且对系统的经济运行也具有重要的作用。根据不同天气下光伏输出能力的差异,提出一种基于气候条件的能量管理策略。在日前计划环节根据次日的天气选择对应的运行策略;由于对次日的天气的预判可能会有误差,因此结合光伏发电超短期预测技术引入日内滚动调差机制,对运行策略能够及时做出调整。算例验证了所提策略优化了系统的运行成本,提升了系统的经济性。     

电动汽车复合储能系统的功率分配优化研究

以带有半主动复合储能系统构型的纯电动客车作为研究对象,提出了一种以最小电池耗能及电池功率变化作为目标函数的凸优化方法。在中国哈尔滨城市公交道路工况的基础上,对所提优化方法与基于规则的功率分配策略进行能效及电池功率变化的对比分析。仿真结果表明,在中国哈尔滨城市公交道路工况条件下,采用所提凸优化功率分配策略,电池及超级电容的综合能效分别为93.46%和98.81%,电池功率的均方差为5.3153 k W,较之基于规则的功率分配策略,电池及超级电容的综合能效分别提高了0.74%和0.26%,电池功率均方差降低了46.91%。基于此功率优化分配方法能够有效的改善电动汽车的运行特性。     

电动公交车充电站代理商的月度交易模型与日运行优化策略

以电力大用户参与电力市场交易为背景,研究电动公交车光储充电站通过代理商参与月度电力交易的优化问题。基于实际电动公交车充电站的充电历史数据,提出了电动公交车代理商参与月度市场双边交易的优化模型,该模型考虑了充电站内光伏发电和充电负荷的随机性;提出了最小化偏差电量惩罚的充电站日运行优化策略与实施方法,通过控制充电站内储能系统充放电策略减小月度合同的偏差损失。算例结果表明,所提出的模型和策略可给出代理商月度交易的优化方案,并可显著减少合同偏差电量、降低惩罚费用。