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【摘要】电池是为电动汽车供电的设备,存在许多缺点,严重影响寿命和降低能量回收率。相关的学者通过增加超级电来创建混合储能系统,电动汽车混合储能系统的性能取决于能源管理技术。
【关键词】电动汽车;混合儲能系统;能量管理
1自适应能量管理策略工作原理
混合动力电动汽车的存储系统通常由蓄电池,超级电容器,DC / DC变压器组成。根据DC / DC转换器的位置,分为被动,半主动和主动式三种。考虑到进给效率和控制难度,本文研究的目的是一种半主动拓扑结构的混合存储系统,
低通滤波器f(s)用于将所需的总电动机功率P分为平均功率Pb和最大功率Pc。平均功率由PB电池驱动,最大功率由PC超级电容器提供。通过了解过滤器的特性,可以了解连续的过滤时间决定了电池电量,过多的原材料以及电池的高电量,在发动机功率增加的情况下驾驶车辆,则需要相应地降低最大功率,以保护电池。
其中,驾驶员加速模块和驾驶员识别模块被视为车辆驾驶过程中的“人为”因素。 司机有不同的驾驶习惯,为了提高车辆的节能性和舒适性,将“人”因素引入车辆的控制策略方法中。通过加速踏板开度和跨踏板开度变化来确定控制策略,并且推断驾驶员的加速意图,由车辆在行驶时的动态参数确定:平均加速度及其变化。通过模糊推理识别驾驶风格,根据识别和加速意图建立控制策略,以调整滤波器时间。考虑到汽车驾驶过程中的状况,将超级电容器SOC的值引入自适应管理策略,由于驾驶员驾驶方式的不同,超级电容器的放电深度也不同。超级电容器的深度可根据驾驶员的体型进行调整。
2自适应能量管理策略的实现
2.1驾驶员驾驶风格识别
本文将驾驶方式分为经济模式和动力模式。与经济模式相比,动力模式速度快,扭矩大且驾驶员推背感清晰。因此,驾驶方式对能耗有很大影响。本文使用最近5秒钟的平均速度和所需的加速度来确定驾驶员的风格。对于域[0.8.0],加速度方差的模糊子集定义为{L(小)M(中),H(大)},加速度方差的模糊子集定义为{ L(小),M(;中),H(大)},域定义为{0.10.0]驾驶者风格的模糊子集定义为{Eco(经济模型),pow(动力模型)},域为[0,4.0]。
2.2滤波器时间常数在线调整
如上所述,考虑到发动机所需的扭矩,根据驾驶员的风格和加速意图的识别,针对三个输入和一个输出创建了模糊控制规则。其中,电机扭矩Tr子集模糊定义为[0,100.0],其理论优势由{S(小),M(中),B(大)},时间常数模糊子集定义为 {S(小),MS(较小),M(中),MB(大),B(较大)},域为[5.0,10.0]。
3建模与仿真
3.1自适应能量管理策略建模
本文将微型电动汽车作为仿真控制的研究对象。在MATLAB / Simulink中创建车辆控制策略模型,并根据车辆的参数以及电机,电池和电容器创建车辆控制策略模型。图2显示了自适应策略的模型。其中,A是在线调整模块的滤波器,B是超导放电深度调整模块,C是电容器的电池充电模块,D是能量回收模块。
3.2仿真结果分析
为了完整本书中提出的自适应能量管理策略的有效性,将其与目前研究比较多的逻辑阈值控制策略进行了比较,使用模拟器平台Advisor 2002进行验证。图3显示了一种自适应能量管理策略,模糊逻辑控制和逻辑门限控制策略的方法。在图3(a)和(b)中,可以看出,自适应能量管理策略是在车速较高时电池提供的功率最小,超级电容器提供的功率大,这完全发挥了超级电容器峰谷的作用 。如图3(c)和(d)所示,当自适应能量管理策略以高功率释放时,自适应电源管理电池的电流最小。在能量回收阶段,超级电容器的电流最大,并且该电流范围波动小。
为了进一步研究本文提出的控制策略对车辆行驶里程的影响,本文计算了中国某些城市的工况耗电量。结果表明,行程越长,运行期间的能耗越少。
4结语
车用混合电源系统的主要特征是使用超级电容器。超级电容器可有效满足车辆启动和制动过程中的高功率充放电要求。此时,电池的主要是在理想功率范围内工作,因此无需承担比较大的电流充放电,可延长使用寿命。复合电源系统可提供有效的车辆启动和制动性能,有效地回收了在车辆行驶时产生的制动能量,从而改善了混合动力车辆的性能。
【参考文献】
[1]张骞,武小兰,白志峰,程靖宜.电动汽车混合储能系统自适应能量管理策略研究[J/OL].储能科学与技术:1-9[2020-04-26].
[2]续丹,周佳辉,王斌,毛景禄,汪建林.电动汽车混合储能系统的自适应协同控制[J].西安交通大学学报,2019,53(04):38-43+57.
【关键词】电动汽车;混合儲能系统;能量管理
1自适应能量管理策略工作原理
混合动力电动汽车的存储系统通常由蓄电池,超级电容器,DC / DC变压器组成。根据DC / DC转换器的位置,分为被动,半主动和主动式三种。考虑到进给效率和控制难度,本文研究的目的是一种半主动拓扑结构的混合存储系统,
低通滤波器f(s)用于将所需的总电动机功率P分为平均功率Pb和最大功率Pc。平均功率由PB电池驱动,最大功率由PC超级电容器提供。通过了解过滤器的特性,可以了解连续的过滤时间决定了电池电量,过多的原材料以及电池的高电量,在发动机功率增加的情况下驾驶车辆,则需要相应地降低最大功率,以保护电池。
其中,驾驶员加速模块和驾驶员识别模块被视为车辆驾驶过程中的“人为”因素。 司机有不同的驾驶习惯,为了提高车辆的节能性和舒适性,将“人”因素引入车辆的控制策略方法中。通过加速踏板开度和跨踏板开度变化来确定控制策略,并且推断驾驶员的加速意图,由车辆在行驶时的动态参数确定:平均加速度及其变化。通过模糊推理识别驾驶风格,根据识别和加速意图建立控制策略,以调整滤波器时间。考虑到汽车驾驶过程中的状况,将超级电容器SOC的值引入自适应管理策略,由于驾驶员驾驶方式的不同,超级电容器的放电深度也不同。超级电容器的深度可根据驾驶员的体型进行调整。
2自适应能量管理策略的实现
2.1驾驶员驾驶风格识别
本文将驾驶方式分为经济模式和动力模式。与经济模式相比,动力模式速度快,扭矩大且驾驶员推背感清晰。因此,驾驶方式对能耗有很大影响。本文使用最近5秒钟的平均速度和所需的加速度来确定驾驶员的风格。对于域[0.8.0],加速度方差的模糊子集定义为{L(小)M(中),H(大)},加速度方差的模糊子集定义为{ L(小),M(;中),H(大)},域定义为{0.10.0]驾驶者风格的模糊子集定义为{Eco(经济模型),pow(动力模型)},域为[0,4.0]。
2.2滤波器时间常数在线调整
如上所述,考虑到发动机所需的扭矩,根据驾驶员的风格和加速意图的识别,针对三个输入和一个输出创建了模糊控制规则。其中,电机扭矩Tr子集模糊定义为[0,100.0],其理论优势由{S(小),M(中),B(大)},时间常数模糊子集定义为 {S(小),MS(较小),M(中),MB(大),B(较大)},域为[5.0,10.0]。
3建模与仿真
3.1自适应能量管理策略建模
本文将微型电动汽车作为仿真控制的研究对象。在MATLAB / Simulink中创建车辆控制策略模型,并根据车辆的参数以及电机,电池和电容器创建车辆控制策略模型。图2显示了自适应策略的模型。其中,A是在线调整模块的滤波器,B是超导放电深度调整模块,C是电容器的电池充电模块,D是能量回收模块。
3.2仿真结果分析
为了完整本书中提出的自适应能量管理策略的有效性,将其与目前研究比较多的逻辑阈值控制策略进行了比较,使用模拟器平台Advisor 2002进行验证。图3显示了一种自适应能量管理策略,模糊逻辑控制和逻辑门限控制策略的方法。在图3(a)和(b)中,可以看出,自适应能量管理策略是在车速较高时电池提供的功率最小,超级电容器提供的功率大,这完全发挥了超级电容器峰谷的作用 。如图3(c)和(d)所示,当自适应能量管理策略以高功率释放时,自适应电源管理电池的电流最小。在能量回收阶段,超级电容器的电流最大,并且该电流范围波动小。
为了进一步研究本文提出的控制策略对车辆行驶里程的影响,本文计算了中国某些城市的工况耗电量。结果表明,行程越长,运行期间的能耗越少。
4结语
车用混合电源系统的主要特征是使用超级电容器。超级电容器可有效满足车辆启动和制动过程中的高功率充放电要求。此时,电池的主要是在理想功率范围内工作,因此无需承担比较大的电流充放电,可延长使用寿命。复合电源系统可提供有效的车辆启动和制动性能,有效地回收了在车辆行驶时产生的制动能量,从而改善了混合动力车辆的性能。
【参考文献】
[1]张骞,武小兰,白志峰,程靖宜.电动汽车混合储能系统自适应能量管理策略研究[J/OL].储能科学与技术:1-9[2020-04-26].
[2]续丹,周佳辉,王斌,毛景禄,汪建林.电动汽车混合储能系统的自适应协同控制[J].西安交通大学学报,2019,53(04):38-43+57.