纯电动客车复合电源系统寿命研究

基于软件ADVISOR和MATLAB平台联合仿真,搭建锂电池和超级电容复合电源系统模型,选用逻辑门限和模糊控制两种能量管理策略对复合电源系统进行功率分流。通过蓄电池衰减寿命模型计算验证了复合电源系统循环寿命长于单一锂电池电源系统。     

电-电混合动力电动汽车的建模与仿真

针对以蓄电池-超级电容所组成的混合动力电动汽车中的能量分配问题设计了两种控制策略,固定因子控制策略与模糊控制策略,基于Matlab/Simulink建立了蓄电池模型、超级电容模型、电动机模型以及在两种控制策略下的整车仿真模型,在城市六循环工况与美国UDDS行驶工况下分别进行了仿真对比分析,通过分析表明.模糊控制策略能够更好地提高车辆的经济性.     

基于功率预测的混合储能系统控制策略研究

混合储能能够结合蓄电池能及超级电容器的优点,为负载提供稳定的电能,但两者存在功率分配的问题,因此本文提出一种混合储能系统直接功率的模型预测控制策略,并在MATLAB/Simulink软件进行了仿真验证,通过仿真分析可知,该策略能够对输出功率进行灵活分配,且在负载功率发生变化时,能够迅速瞬态响应。并再此基础上,通过实验平台验证了该控制策略的可行性。     

基于随机载荷功率谱的电动拖拉机复合能量系统研究

拖拉机重载作业模式下负载峰值功率和高频功率存在较大随机性,单一电源方案无法有效匹配电动拖拉机负载特性。通过分析拖拉机工况负载势变量功率谱密度和电源放电特性,基于电动拖拉机通过主、辅电源对低、高频功率分流的观点,设计了采用DC-DC转换器并联超级电容器的18.5 k W电动拖拉机复合电源方案,计算了系统参数。以平衡峰值功率和高频载荷控制超级电容器功率流方向为目标,设计了基于逻辑门的双DC-DC模式控制策略。根据负载时频分析需求,构建了基于Haar小波的双通道滤波器组,设计了功率分配控制器。以标准正态分布白噪声为基波,构造拖拉机犁耕、旋耕载荷波动间的互谱函数,建立了负载模拟模块。采用CRUISE/Simulink API动态联合仿真得出:基于功率分配控制的能量管理策略能够将动力电池电功率抑制在载荷波动基频附近,犁耕作业和旋耕作业下其电功率的截止频率分别为2、7 Hz,幅值符合正偏态分布;超级电容器平衡高频载荷,其电功率符合标准正态分布。     

燃料电池-蓄电池-超级电容混合动力汽车控制策略

研究以燃料电池-蓄电池-超级电容为能量源系统的混合动力汽车能量源系统控制策略,使用ADVISOR软件对改装成燃料电池-蓄电池-超级电容混合动力驱动系统的某国产经济型轿车进行仿真研究.仿真结果表明,蓄电池与超级电容组合的辅助能量源系统作为燃料电池混合动力车能量源的一部分是可行的,超级电容真正起到"削峰填谷"的作用,体现了以蓄电池-超级电容作为燃料电池混合动力汽车辅助能量源系统的优越性.     

基于模糊控制的复合电源能量管理系统仿真研究

通过分析复合电源功率分配关系,结合复合电源系统设计要求和工作模式,设计基于模糊控制理论的复合电源能量管理控制器。以桌电动汽车为原型车,利用Cruise仿真软件搭建采用复合电源系统的电动汽车整车模型,选择NEDC循环工况对复合电源系统参数进行匹配;最后,结合Matlab／Simulink软件中建立的复合电源能量管理控制器对电动汽车进行联合仿真。结果表明,基于模糊控制的复合电源能量管理系统可以有效地分配动力电池和超级电容之间的功率,降低大电流对动力电池的冲击,较单一电源系统性能明显提升。     

基于智能灌溉系统WSN节点自供电系统设计

为提高智能灌溉系统大面积推广和系统节点能量利用效率,采用MPPT算法结合太阳能、超级电容、聚合物锂电池设计出基于STM32智能灌溉WSN节点自供电系统。利用Matlab软件,搭建光伏电池模型分析光伏特性,完成系统供电设计与模块选型,并设计能量管理电路,结合Qt平台开发监控软件。结合软件对系统进行测试分析,软件平台读取光伏电池及锂电池电压、电流实时数据,同时计算MPPT效率。经实验验证,系统整体运行良好, WSN节点采用太阳能光伏电池供能结合聚合物合锂电池、超级电容储能工作寿命较长,MPPT效率在86%附近小幅度波动,WSN节点自供电系统设计有效解决了传统节点单个电源引起能量不足缺陷,为智能灌溉系统普及与推广提供试验支撑。为WSN节点自供电提供新思路与设计方案,有效提升智能灌溉系统可靠性与实用性,在一定程度上提高农业灌溉效率和智能化水平。     

基于随机载荷功率谱的电动拖拉机复合能量系统研究

拖拉机重载作业模式下负载峰值功率和高频功率存在较大随机性,单一电源方案无法有效匹配电动拖拉机负载特性。通过分析拖拉机工况负载势变量功率谱密度和电源放电特性,基于电动拖拉机通过主、辅电源对低、高频功率分流的观点,设计了采用DC-DC转换器并联超级电容器的18.5kW电动拖拉机复合电源方案,计算了系统参数。以平衡峰值功率和高频载荷,控制超级电容器功率流方向为目标,设计了基于逻辑门的双DC-DC模式控制策略。根据负载时频分析需求,构建了基于Haar小波的双通道滤波器组,设计了功率分配控制器。以标准正态分布白噪声为基波,构造拖拉机犁耕、旋耕载荷波动间的互谱函数,建立了负载模拟模块。采用CRUISE/Simulink API动态联合仿真得出:基于功率分配控制的能量管理策略能够将动力电池电功率抑制在载荷波动基频附近,犁耕作业和旋耕作业下其电功率的截止频率分别为2Hz和7Hz,幅值符合正偏态分布;超级电容器平衡高频载荷,其电功率符合标准正态分布。     

车用超级电容的建模与仿真

超级电容是近年发展起来的一种新型储能单元,广泛应用于汽车行业.在分析超级电容结构的基础上,根据超级电容的本身特性并结合超级电容试验数据建立了超级电容的数学模型,最后根据数学模型建立了超级电容的Matlab/simulink模型,并对其进行了仿真研究.     

双能源电动拖拉机能量管理策略

针对单一能源电动拖拉机无法适应田间复杂作业工况的问题,提出一种基于锂离子电池和超级电容的双电源电动拖拉机。结合拖拉机作业实际,对负荷和能耗相对较重的犁耕作业工况采用双能源供电模式,双能源之间的功率分配采用模糊控制策略。结果表明,与采用单一能源相比,对双电源采用能量管理控制后,双电源输出的功率之和能够很好的满足电机功率需求,锂离子电池的平均工作电流和峰值工作电流下降幅度分别达到67.9%和58.7%,一次充满电后连续作业时间延长约9.17倍。因此,采用双电源结构和合理的能量管理控制策略,拖拉机一次充电连续作业时间得到延长的同时,锂离子电池的寿命也得到延长。     

基于动态规划的电动拖拉机动力电源能量控制策略研究

针对纯电动拖拉机能量利用率低、续航里程不足的问题，提出了基于超级电容和蓄电池复合的纯电动拖拉机动力电源系统。通过分析纯电动拖拉机的作业工况特点以及功率需求，对动力电源系统进行了拓扑结构选型和参数匹配，并以动力电源能耗最低为优化目标，应用动态规划对纯电动拖拉机的动力电源系统进行能量控制策略优化，对动态规划结果以及工况特点进行分析，总结出基于规则的动力电源能量控制策略，利用Matlab/Simulink建模对控制策略进行仿真。结果表明基于动态规划的控制策略能量消耗比基于规则的控制策略能量消耗减少了18%，证明了基于动态规划的能量控制策略在节能降耗方面的有效性。     

电动拖拉机综合台架试验系统设计与试验

电动拖拉机试验具有测试对象多和物理系统复杂的特点,单一试验系统不能满足电动拖拉机性能测试要求。根据电动拖拉机作业特点,通过分析其动力传动系统数学模型,确定了以电动机效率、电池组放电特性为测试变量的设计任务。采用模块化方法,设计了能源系统试验模块、动力系统试验模块和电动拖拉机综合试验系统整体方案。通过研究试验系统总体参数设计方法,得到了加载电动机、电池测试系统和直流电池模拟器等部件的参数计算模型。通过试验系统硬件选型匹配,设计了可满足90 k W以下电动拖拉机性能测试的试验系统。在该试验平台进行了电动拖拉机性能台架试验,结果表明:试验测试误差与前期仿真分析误差在10%以内,设计的综合台架试验系统对电动拖拉机部件性能测试的适用性较好,满足整机性能分析和标定的试验需求。     

轨道式自动投饲机电源管理系统设计

针对渔场养殖投饲机工作时长短、锂电池欠压发现不及时、影响工作效率及降低电池使用寿命等问题，设计了基于LORA的远程投饲机电池管理系统，实现了渔场投饲机供电锂电池组单体电池的电压、温度、电流等实时检测反馈功能，及时根据锂电池状态进行充放电。该系统具有实时、准确、安全、高效等优点，可有效解决投饲机远距离工作充电不及时，影响工作效率等问题。试验数据及结果证明了该投饲机锂电池管理系统的准确性和安全性。      

双电源电动拖拉机能量管理仿真研究

通过分析拖拉机各个作业工况下的能量需求,提出了一种以超级电容作为辅助电源的新型纯电动拖拉机结构及能量管理研究方案,阐述了电动拖拉机在典型作业工况下的能量流动方式,并对拖拉机关键部件参数进行了匹配;建立了双电源纯电动拖拉机模型,制定了复合电源能量管理模糊控制策略,对该复合电源拖拉机在各作业工况下的动力性能和作业时间进行评价。结果表明:采用复合电源后的电动拖拉机在加速性能、牵引力等方面得到了较大提升,在犁耕时减少了拖拉机动力电池大电流放电次数,一次充电作业时间也得到了一定提升。该研究可为电动拖拉机样机研发、动力参数匹配及动力总成匹配提供技术支持。     

混合动力汽车动力传动系参数设计

根据整车控制策略和自动无级变速器（CVT）特性，以满足整车动力性指标为前提，从最大限度地降低电机、电池组容量和燃油油耗的角度，对装备CVT的并联型混合动力汽车的发动机功率、交流感应电动机特性、主减速器速比和转矩合成器速比等参数的设计依据及其匹配进行了研究。     

增程式电动拖拉机旋耕机组能量管理模型研究

以双电机独立电驱动增程式电动拖拉机旋耕机组为对象,提出一种适用于旋耕作业的双输入变量后向建模方法,即在模型中将行驶速度和动力输出轴旋耕转矩作为输入量,设计了双电机独立驱动增程式电动拖拉机动力系统能量管理模型。针对旋耕作业特性,提出一种基于实测数据与经验公式相结合的设计方法,建立了旋耕工况周期模型。基于动态规划算法,分别对其进行旋耕作业仿真试验和台架试验,结果表明：仿真试验结果与台架试验结果吻合度较高,能量管理模型能够很好地描述增程式电动拖拉机在给定旋耕工况下各电机功率、发电机组功率和动力电池组荷电状态的变化情况,且仿真试验和台架试验中燃油消耗量分别为4 065.5 g和3 994.7 g,其相对误差为1.77%,验证了建立的增程式电动拖拉机旋耕机组能量管理模型的合理性和准确性。     

混合动力汽车电驱动系统设计与仿真研究

电驱动系统是混合动力汽车的动力源.对串联式混合动力电动汽车的电驱动系统进行了结构分析和部件设计,在分析其工作模式的基础上,确定了峰值电源最大荷电状态的控制策略,基于Matlab软件对该电驱动系统建立了仿真模型.仿真试验分析表明,该控制策略将循环通过电动机和峰值电源的部分发动机能量最小化,从而减少发动机能量传递的损耗.建立的模型是合理有效的,为混合动力汽车整车的动力性、经济性等提供了仿真平台.     

多能互补发电系统中抽水蓄能的优化配置

为了解决多能互补发电系统中根据经验进行容量配置而导致成本高、可靠性低的问题,对风力发电机和光伏阵列的容量利用粒子群优化方法进行配置,抽水蓄能的容量利用整体-局部法进行优化配置.通过年负荷、年风能资源和年太阳能资源等初步配置其容量;再根据月负荷、月风能资源和月太阳能资源等进行校核、调整;最后,根据典型日负荷及相应的风能资源和太阳能资源等对其容量做进一步完善.以一套海岛孤网风-光-抽蓄-海水淡化系统为例,利用整体-局部法对系统中的抽水蓄能进行了优化配置.结果表明:利用年数据进行初步配置后,配置抽水蓄能机组容量为120 kW;在月校核过程中,根据月负荷失电率的要求,需将容量调整至420 kW;由于日负荷及风能资源和太阳能资源的波动性,存在一定的失电率,则需在日校核过程中配置一定量的蓄电池.     

复合电源电动拖拉机能量管理策略研究

针对电动拖拉机作业工况复杂,而基于优化的能量管理控制策略存在对工况依赖性强、控制滞后、不适合拖拉机作业实时控制的问题,制定3种典型的基于规则的能量管理策略,通过Amesim和Matlab/Simulink联合仿真。结果表明：在道路运输工况下,逻辑门限的控制策略的蓄电池输出电流比较平缓,内阻消耗最低,相对于单电源电动拖拉机,内阻消耗降低8.92%;在犁耕工况下,基于模糊的控制策略的蓄电池输出电流相对保持在较小的区间,而且内阻消耗也最低,相对于单电源电动拖拉机降低3.77%。研究表明,增强电动拖拉机能量管理策略的鲁棒性,才能有效地提高其经济性。