基于汽车开放系统架构的汽车电子云制造架构

为满足未来汽车电子制造业的实时性和安全性要求,在云制造体系架构的支撑下,结合面向服务的体系架构和汽车开放系统架构,研究并解决了面向服务的汽车电子云制造请求描述封装办法、协议适配器的改装方式以及服务调用方法的选定问题,并在此基础上提出了一种面向网络化、智能化、服务化的汽车电子云制造架构,以满足实时的、安全的汽车电子制造要求。通过实例验证了该架构的可实施性。     

大型电动轮矿车节能及零排放技术路线

大型电动轮矿车是露天矿山的主要运载装备,承担了世界上约40%的煤矿和80%的铁矿的运输任务,其传动系统采用“柴油发电+电动轮驱动”的电力传动架构,存在燃油消耗大、碳排放高的缺点。在国家“碳达峰”、“碳中和”宏观背景下,研发高效节能、低碳环保、自主可控的新一代电力传动系统已成为行业重大需求和关键问题。通过矿山运行数据分析、文献调研、性能对比等方式,系统分析了电动轮矿车电力传动系统的研究现状、特点和不足,提出了大型电动轮矿车从节能减排至完全零排放的技术路线。研究表明,在大型电动轮矿车的工作过程中,伴随着复杂的多源能量产生、存储、转化、消耗机制,其节能减排空间巨大,主要涉及电能转化与高效率利用、机械能回收与再生利用、柴油燃烧发电3个环节。首先,在电能转化与高效率利用环节,结合露天矿山工况特点,采用智能网联技术和双向功率流电力传动技术,可实现电力传动系统双向功率流控制和能量优化管理,从而提高运行效率,降低碳排放。其次,在机械能回收与再生利用环节,根据电动轮矿车在矿山工况中的整车机械能、储能系统电化学能、制动电阻栅热能的时空转换规律,采用功率型锂离子电池技术,以及锂电池与超级电容混合储能技术,可...     

不确定充电习惯对电动汽车充电负荷需求及充电负荷调节的影响

采用二项分布描述电动汽车用户充电习惯的不确定性,本文建立了含有不确定性因素的充电负荷需求计算模型。基于此计算模型,分析了不确定性充电习惯、充电起始时间延时和充电功率对电动汽车充电负荷需求的影响;然后以配电网负荷方差最小为目标函数,以充电起始时间和充电功率为控制变量,考虑电动汽车充电功率约束和电动汽车用户充电能量需求约束,建立了基于不确定充电习惯的充电负荷优化调节模型。以北京市汽车行驶数据和典型配电网负荷数据为例,验证了本文所提充电负荷优化调节方法的优越性。     

电动汽车移动式无线充电系统动态建模与特性分析

移动式无线充电系统能够显著减少电动汽车动力电池的携带量,具有广阔的应用前景。文中基于分段式多发射导轨方案,建立了电动汽车移动式无线充电系统的状态空间模型,进而推导出能够描述系统动态特性的小信号模型。搭建了试验平台,利用实际系统参数研究了移动充电过程中系统输出功率和效率的动态变化过程,以及导轨切换开通过程中系统的瞬态特性,并分析了不同切换开通位置对瞬态过程的影响。通过实验对建立的模型和分析得到的结论进行了验证。     

混合动力车镍氢电池管理系统关键问题分析

由于电化学反应的特殊性、动力电池的各项参数都受到一定的范围限制。电池管理系统(Battery Management System,简称BMS)建立在对电池特性研究的基础上,保障电池在合理的参数范围内工作,准确预测电池的荷电状态(State of Charge,简称SOC),同时对电池的健康状态(State of Health,简称SOH)做出估计。BMS包括4个控制单元,即单体控制单元CCU、温度控制单元TCU、安全控制单元SCU、电池控制单元BCU。通过对电池特性、SOH估计、SOC预测、温度管理和故障诊断的分析,给出了相应的实现方法和控制策略。     

基于LCL谐振补偿网络的副边自动切换充电模式无线电能传输系统研究与设计

为满足电池在无线充电过程中所需要的先恒流输出后恒压输出的充电需求,该文从电路本质特性出发,基于LCL谐振补偿网络结构,提出一种通过切换副边的谐振补偿网络参数完成恒流充电模式向恒压充电模式的自动切换方法。所提出的方法可以免去原、副边之间的无线通信,且不需要改变原边的输入电压和频率。该文以谐振补偿网络两个电感比值α=1条件下的LCL型谐振补偿结构为例,对所提出的设计方法进行了分析和验证,搭建了一套实验平台,实现了线圈距离在20cm条件下,输出功率为1k W,效率为92%,恒流输出为5V,恒压输出为205V的WPT系统。实验表明,应用所提方法,能够实现电池在无线充电的过程中先恒流输出后恒压输出的充电需求,且切换过程自动、稳定。     

电动汽车用IGBT及逆变器的电磁兼容性分析

为了抑制电动汽车中的电磁干扰,提高整车的稳定性和安全性,建立了包含杂散参数的绝缘栅极双极型晶体管(IGBT)和三相电压型脉宽调制(PWM)逆变器的等效电路模型,计算得到了IGBT对周边设备的干扰传播增益;并通过仿真和实车实验分析了电动汽车用逆变器差模电压和共模电流干扰的时域、频域特征以及IGBT开关过程、PWM控制策略和干扰传播路径阻抗对干扰特性的影响。得出如下结论:逆变器的差模干扰主要是由IGBT开关过程和PWM控制策略所决定;逆变器的共模干扰本质上是由三相PWM脉冲之和不为0所引起,并且更多的受干扰传播路径阻抗特性的影响。上述模型和结论为整车电磁兼容性分析和干扰抑制打下了良好的基础。     

PWM脉冲的重构及其干扰频谱预测

脉宽调制( PWM)脉冲时域和频域特性对于分析PWM逆变器电磁干扰具有重要意义.基于脉宽正弦分布规律生成矩形PWM脉冲,采用梯形波和衰减正弦波模拟电力电子器件开关波形,综合上述因素重构了PWM脉冲时域波形,并利用FFT得到PWM脉冲预测干扰频谱.最后,通过对比重构波形与实验波形、预测频谱与实际频谱,对算法和预测结果进行了验证.     

基于线圈回路复阻抗设计实现无线能量传输系统最大效率研究

目前四线圈结构无线能量传输系统大多采用磁谐振技术,通过调整实际负载与系统最佳负载相匹配实现系统最大效率工作。本文提出一种基于线圈回路复阻抗设计技术,可通过调整线圈回路复阻抗使得系统工作在最大效率状态。首先,对系统效率与各线圈回路复阻抗之间关系进行理论推导,证明基于线圈回路复阻抗设计技术的理论可行性。其次,采用数值仿真方法,分析理论推导与实际系统的差别,计算实际系统设计时线圈回路复阻抗数值,并对比两种最大效率设计方法的系统效率和功率输出性能;最后,搭建四线圈结构无线能量传输实验平台,对基于线圈回路复阻抗设计方法进行实验验证。     

充电模态下电动汽车动力电池模型辨识

电池模型及参数辨识是电动汽车动力电池进行充、放电优化控制的基础,同时模型参数受充、放电工况的影响。为对充电模态下的电动汽车动力电池进行建模与参数辨识,对动力电池建模方法、模型参数辨识算法展开研究,建立基于电极阻抗谱理论的可变阶次电池等效电路模型,提出基于遗忘因子扩展递推最小二乘算法(FFRELS)的模型参数辨识算法,构建基于贝叶斯信息准则(BIC)的电池模型最优阶次选择算法,创建基于晶格气体模型(LGM)的电池开路电压模型,对电池模型参数辨识算法进行修正,实现了充电模态下的电池模型参数辨识与最优阶次选择。仿真结果证明了该方法的有效性。