混合动力车(HEV)电池的发展

在已发展的各种电动车(EV、HEV及FCEV)中,至今只有HEV形成了一定的市场规模。2005年世界HEV用电池的市场约为5亿美元,预计今后5年的市场增长率可能达到50%。当前MH-Ni电池是HEV电池市场的主流,但锂离子电池具有更高的比特性和降低成本、延长使用寿命的可能。对HEV及其电池的市场发展进行了回顾及展望。评述了HEV用MH-Ni电池及Li-ion电池的优缺点,对MH-Ni电池及Li-ion电池的技术进展情况做了介绍。     

混合动力车用电化学能源系统

对混合动力车用电化学能源系统的技术要求和各种电化学能源——蓄电池、超级电容器、燃料电池、阀控超电池等的优缺点作了简要的论述。从电性能、安全性和价格等方面综合考虑,认为MH-Ni电池、混合型超级电容器(CK/OH溶液/NiOOH)作为混合动力车的辅助能源是目前合理的选择。     

微小型燃料电池混合电源计算机能量管理策略

以微小型直接甲醇燃料电池和锂离子电池组成的混合电源为研究对象,分别从被动式管理、半被动式管理和主动式管理三种管理策略进行研究。最终利用MSP430单片机、DC/DC模块和数字电位器等组成主动控制电路,设计了以主动式DMFC混合电源管理方式为核心的能量管理策略,实现了微小型燃料电池混合主辅电源的计算机能量管理过程。     

混合动力车用超高功率氢镍电容电池研制

氢镍电池具有安全性好、耐过充电和过放电及低温性能好的优点,非常适合于混合动力电动车的使用,但当前国内的动力氢镍电池性能仍不能完全满足混合动力车的功率需求,尤其是整车制动时能量回馈吸收的大电流充电接受能力不足。通过采用在泡沫镍集流体上覆石墨烯、优化电极的电化学储能与物理储能比例、调整电极的面电流密度、调整隔膜厚度,明显提高了电池的输入输出功率。模拟工况和实车试用结果表明,新开发氢镍电容电池电源系统能更好地满足混合动力车启动、刹车和爬坡时对瞬时高功率和持续辅助功率支持的工况需求,明显降低了整车油耗及排放。     

混合动力汽车用锂离子电池的研究

混合动力汽车电池主要特点之一是能以15 C以上的大电流放电.用扣式电池测试极片厚度、材料粒度和导电剂含量对电池放电倍率的影响;运用优化的实验参数,做成8Ah动力电池,并测试电池性能;对8Ah电池的功率特性进行了讨论.     

混合动力植保无人机能量管理策略

提出了基于燃料电池的植保无人机混合动力系统。讨论了混合系统方案,建立了燃料电池以及锂电池的系统模型,提出了基于规则的功率跟随能量管理控制策略。通过Matlab/Simulink仿真分析了在植保无人机作业过程中各电源之间的功率分配。结果表明该能量管理系统在满足植保无人机动力需求的前提下,使需求功率在燃料电池以及锂电池之间得到有效分配,提高了燃料电池的燃料利用率,降低了锂电池的充放电次数,从而延长燃料电池以及锂电池的寿命,提高无人机的续航能力。     

锂离子电池/超级电容器混合系统的能量管理

为使锂离子电池与超级电容器合理地配合工作,提出基于逻辑门限的能量管理策略与改进的模糊控制的能量管理策略;再将两种管理策略复合,确定最终的能量管理策略。用Matlab/Simulink对以上3种能量管理策略进行仿真分析,设计的能量管理策略可在系统能耗基本不变的基础上,发挥超级电容器的辅助作用,合理分配能量,降低电池损耗,延长电池的使用寿命。在城市道路循环(UDDS)和欧洲经济委员会(ECE)工况下,电池损耗相比于单一能源分别降低43.4%和46.3%。     

带压缩因子粒子群优化的混合动力汽车模糊能量管理策略

针对改装后的哈飞赛豹混合动力汽车,以混合驱动系统需求转矩和电池组荷电状态(SOC)为输入,以发动机转矩为输出,应用带压缩因子粒子群算法优化量化因子的方法构建了能量管理模糊控制器,克服了传统的模糊控制存在精确度不高、自适应能力有限等问题,使模糊控制器的鲁棒性和控制精确度都得到提高.基于混合动力汽车专用仿真软件的研究表明,...     

混合双电池充放电可再生储能系统优化设计

与单一储能技术适用范围的局限性相比,混合储能技术可充分利用不同类型储能在技术特性上的互补,满足各种技术需求。首先,根据充电/放电功率和能量容量进行电池系统设计;然后对混合电池储能系统的电源和能量管理算法以及成本估算方法进行研究;最后,使用风电场的充电/放电功率需求波形进行仿真,验证了所提算法的有效性。所设计系统可以进一步降低建设混合储能系统的成本及电池的体积,降低了系统中的能量损耗,有效地提高了系统的经济效益。     

复合电源型电动汽车的自适应能量管理策略

驾驶意图是影响电动汽车能量分配的重要因素,为此提出了基于驾驶意图-模糊自适应控制的能量管理策略.在传统的模糊控制能量策略基础上,增加多模糊控制器识别出驾驶意图,其识别结果用于自适应修正传统能量分配系数,使得能量管理策略不仅只考虑车的因素还考虑路况、驾驶员的因素.较模糊控制策略,所提的能量管理策略能量利用率提高了约3.6...     

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。     

增程式电动汽车复合储能系统控制策略研究

在分析增程式电动汽车电源特性的基础上,设计了由动力电池和超级电容组成的复合储能系统.以平衡峰值功率和高频暂态功率为目标,设计了基于模糊控制的可自适应调节小波分解层数的自适应小波变换控制策略,将需求功率分解为高频暂态信号和低频信号,分别分配给超级电容与动力电池.与基于规则的逻辑门限控制策略进行比较分析,结果表明:自适应小...     

电动汽车混合储能系统CEEMD-PE能量管理策略

针对电动汽车行驶过程中高频需求功率分量引起的锂离子动力电池寿命衰减问题,提出了一种完备集合经验模态分解-排列熵(complete ensemble empirical mode decomposition-permutation entropy, CEEMD-PE)能量管理策略。电动汽车功率需求被分解为有限个本征模态函数分量,并依据排列熵量度的各个本征模态函数分量的数据复杂度,将各个分量重构为低频分量和高频分量。最后,将包含瞬态功率和快速变化的高频分量分配给超级电容器,而将低频分量相应地分配给电池,实现了功率需求低频分量和高频分量在锂离子动力电池和超级电容之间的功率分流。实验结果表明,相较于Haar小波混合储能能量管理策略,在中速和高速区间的锂离子动力电池电流的均方根值分别减小5.91%和4.17%,电流峰值分别减小14.70%和5.77%。所提出的策略有助于抑制锂离子动力电池所承受的高频功率需求,降低大电流对锂离子动力电池的冲击。     

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。     

混合动力汽车超级电容能量控制研究

超级电容的高功率密度特性可作为混合动力汽车辅助电源。研究了超级电容数学模型,给出了超级电容荷电状态估计方法,在分析升降压双向直流功率电路基础上,提出了超级电容能量存储系统控制策略,在超级电容荷电状态允许范围内,该控制策略满足混合动力汽车启动、加速、制动要求,实验证明该能量存储系统能适应各种负载变换情况。     

燃料电池汽车分层能量管理策略优化研究

为在改善车用燃料电池系统氢耗和耐久性的同时抑制直流母线电压波动,提出一种自适应滑动平均滤波、等效成本最小和超级电容能量状态非线性控制相结合的燃料电池汽车分层能量管理策略.首先,构建燃料电池汽车动力系统模型、氢耗成本和退化成本的数学模型;然后采用自适应滑动平均滤波和等效成本最小策略优化燃料电池输出功率,并通过非线性控制策...     

Energy management strategy for fuel cell/battery/ultracapacitor hybrid vehicle based on fuzzy logic

In order to enhance the fuel economy of hybrid vehicle and increase the mileage of continuation of journey, a fuzzy logic control is utilized to design energy management strategies for fuel cell/battery (FC + B) hybrid vehicle and fuel cell/battery/ultra-capacitor (FC + B + UC) hybrid vehicle. The models of hybrid vehicle for FC + B and FC + B + UC structure are developed by electric vehicle simulation software ADVISOR which uses a hybrid backward/forward approach. The results demonstrate that the proposed control strategy can satisfy the power requirement for four standard driving cycles and achieve the power distribution among various power sources. The comprehensive comparisons with the power tracking control strategy which is wide adopted in ADVISOR verify that the proposed control strategy has better rationality and validity in terms of fuel economy and dynamic property in four standard driving cycles. Therefore, the proposed strategy will provide a novel approach for the advanced energy management system of hybrid vehicle.     

电动汽车用氢燃料电池发展综述

氢燃料电池是一种将燃料(和氧化剂)的化学能连续地转化为电能的装置。氢燃料电池以化学方式实现能量转换,不受热发动机卡诺循环的限制,具有较高的转换效率。氢燃料电池在全球大范围环保发展下已成为最清洁环保的电动汽车用电池。介绍了氢燃料电池的发展历程、工作原理、优缺点以及氢燃料电池电动汽车的应用实例,展望其发展前景。     

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%。