军用增程式电动汽车增程器工作点选取策略设计
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增程式电动汽车工作原理一、概述随着环保意识的不断提高,电动汽车成为了未来汽车发展的重要方向。
而增程式电动汽车是电动汽车的一种新型形式,它通过搭载发电机组等设备来延长电池续航里程,从而解决了传统纯电动汽车续航里程不足的问题。
本文将详细介绍增程式电动汽车的工作原理。
二、增程器增程器是增程式电动汽车中一个非常重要的部件,它是通过燃油发动机驱动发电机产生电能来为车辆提供驱动力。
增程器可以根据需要自主启停,当纯电池驱动时,增程器不工作;当纯电池驱动无法满足需求时,增程器会自主启动,并将发出的交流电能转化为直流电能供给驱动系统使用。
三、储能系统储能系统是指存储和释放能量的装置,在增程式电动汽车中主要包括高压锂离子蓄电池和超级电容器两部分。
高压锂离子蓄电池可以存储大量的化学能,并向驱动系统提供直流能源;超级电容器则可以快速地存储和释放电能,提供瞬时高功率输出的能力。
四、驱动系统驱动系统是指将电能转化为机械能,推动车轮运动的装置。
在增程式电动汽车中,驱动系统主要由电机、变速器和传动轴组成。
其中,电机是将直流电能转化为机械能的核心部件,变速器则可以根据需要调整输出扭矩和转速,传动轴则将发动机产生的动力传递给车轮。
五、工作原理当增程式电动汽车启动时,首先由高压锂离子蓄电池向驱动系统提供直流能源。
当纯电池无法满足需求时,增程器会自主启动,并将发出的交流电能转化为直流电能供给驱动系统使用。
此时,超级电容器可以快速地存储和释放电能,提供瞬时高功率输出的能力。
在行驶过程中,增程式电动汽车会根据实际需求自主选择纯电池或增程器进行驱动。
当需要加速或爬坡等大负荷情况下,增程器会自主启用,并通过发出的交流信号向驱动系统提供额外的直流能源,从而提供更强的动力输出。
当车速稳定后,增程器会自主停止工作,此时纯电池将继续为驱动系统提供电能。
六、总结增程式电动汽车通过搭载发电机组等设备来延长电池续航里程,解决了传统纯电动汽车续航里程不足的问题。
带增程器的纯电动汽车动力系统设计前言众所周知,我国在传统内燃机汽车方面一直落后于发达国家,有很多关键技术依赖于发达国家的汽车企业,常常被别人牵着鼻子走,这也造成了我国汽车行业长期处在一种低水准、高成本的模式下运作,非常不利于我国汽车行业的正常发展。
目前全球汽车行业正处于转型阶段,由于石油资源的短缺和环境的日益恶化,使得人们不得不考虑从传统内燃机汽车向新能源电动汽车转型,这也给我国汽车行业带来了发展契机,大力发展新能源电动汽车,掌握其关键技术,就能让我国汽车企业在未来的全球竞争中占得先机,在汽车行业占据领先地位。
1电动汽车及Range - Extender简介电动汽车具有高效、节能、低噪声、零排放等显著优点,在环保和节能方面具有不可比拟的优势。
目前电动汽车技术的研发已成为各国政府和汽车行业的热点。
电动汽车指全部或部分用电能驱动电动机作为动力系统的汽车。
它包括燃料电池电动汽车(FCEV)、混合动力电动汽车(HEV)和纯电动汽车(BEV)3种类型。
其中纯电动汽车(Battery Electric Vehicle)发展时间最长,曾被全球汽车企业广泛看好,从20世纪70年代至今,可以说比其他类型电动汽车的发展时间都长,经验也丰富,开发成本也较低。
但由于目前蓄电池储能有限,纯电动汽车存在一次充电后续驶里程短的问题。
考虑采用在纯电动汽车上加装一个增程器(Range-Extender)的方法来增加纯电动汽车的续驶里程。
增程器(Range-Extender)是为了增加纯电动汽车行驶里程而加装在纯电动汽车上的一个附加储能部件。
通常用户可以在出行时根据行驶里程需求自行选择安装或者不安装(降低车重,可以减少能量消耗)。
增程器的形式通常有:小型发电机、蓄电池和燃料电池等。
而由于增程器的工作特点,通常对其性能有如下要求:(1)要求系统可靠,长时间待机后可以立刻进入工作状态;(2)由于工况单一,要求对工作点进行较好的优化以降低系统成本,提高效率。
浅谈增程式电动汽车动力系统控制策略优化【摘要】本文旨在探讨增程式电动汽车动力系统控制策略的优化。
在背景介绍了增程式电动汽车的发展现状,研究意义指出优化控制策略对于提高车辆性能和节能减排具有重要意义,研究目的是为了改进现有控制策略并提高汽车性能。
正文部分分别介绍了增程式电动汽车动力系统控制策略的概述、优化设计、能量管理策略优化、优化方法和实验验证。
结论部分总结了控制策略优化的意义,展望了未来研究方向,并对本文的研究内容进行了总结。
通过本文的研究,可以更好地了解增程式电动汽车动力系统的控制策略优化对汽车性能的影响,为未来相关研究提供参考。
【关键词】增程式电动汽车、动力系统、控制策略、优化、能量管理、实验验证、结果分析、意义、未来研究、总结1. 引言1.1 背景介绍增程式电动汽车是基于传统的电动汽车技术发展而来,其独特之处在于配备了一个额外的发电机单元,可以在电池电量不足时为电池充电,延长汽车的续航里程。
增程式电动汽车在动力系统控制方面也有着独特的优化空间,可以通过合理的控制策略实现更高效的能源管理,进一步提升车辆的性能和环境友好性。
随着电动汽车市场的不断扩大和技术的不断进步,针对增程式电动汽车动力系统控制策略的优化研究也越来越受到重视。
本文将对增程式电动汽车动力系统控制策略的优化进行探讨,旨在提高车辆的能源利用效率和性能表现,为电动汽车的发展做出更大的贡献。
1.2 研究意义增程式电动汽车是一种结合了内燃机和电动机的高效节能的新型汽车。
动力系统控制策略的优化对于增程式电动汽车的性能和能效具有重要意义。
优化控制策略可以提高动力系统的整体效率,使汽车在不同驾驶工况下都能够获得更好的动力输出和燃油经济性。
控制策略的优化还可以提升增程式电动汽车的驾驶舒适性和稳定性,使驾驶者能够更加便捷地操作车辆。
通过控制策略的优化,还可以延长电池和发动机等关键部件的使用寿命,降低车辆的维护成本。
对增程式电动汽车动力系统控制策略的优化研究具有十分重要的实际意义,不仅可以提升车辆的性能和能效,还可以推动整个汽车行业向更加绿色、智能的方向发展。
浅谈增程式电动汽车动力系统控制策略优化【摘要】本文主要探讨了增程式电动汽车动力系统控制策略的优化问题。
在介绍了研究背景和研究目的。
在正文部分中,分析了增程式电动汽车动力系统控制策略优化的意义,对现有控制策略进行了综合分析,提出了基于XXX原理的控制策略优化方法,并通过仿真与实验验证了该方法的有效性,最后讨论了控制策略优化后的性能提升。
结论部分展望了增程式电动汽车动力系统控制策略优化的实际应用前景,并提出了未来研究方向。
通过本文的研究,可以为增程式电动汽车动力系统的控制策略优化提供一定的参考和指导,有望提高车辆的性能和效率。
【关键词】增程式电动汽车、动力系统、控制策略、优化、研究背景、研究目的、意义、现有控制策略、XXX原理、仿真、实验验证、性能提升、实际应用前景、未来研究方向1. 引言1.1 研究背景在增程式电动汽车中,动力系统的控制策略是至关重要的,它直接影响着汽车的性能和效率。
如何优化增程式电动汽车的动力系统控制策略,提高其整体性能,成为一个备受关注的研究领域。
研究背景部分将重点介绍当前增程式电动汽车市场的现状,分析目前的控制策略存在的问题和局限性。
也会探讨增程式电动汽车在未来的应用前景,以及对环境和社会的积极影响。
通过对研究背景的全面了解,我们可以更好地定位本文的研究目的,为后续的内容铺平道路。
1.2 研究目的研究目的旨在通过对增程式电动汽车动力系统控制策略的优化,实现对车辆性能的提升和能源利用的最优化。
具体而言,研究目的包括以下几个方面:通过分析现有的动力系统控制策略,找出其中存在的不足之处,并确定需要改进和优化的方向。
基于XXX原理和相关理论,提出针对增程式电动汽车的动力系统控制策略优化方案,包括优化算法、控制逻辑和参数调整等内容。
接着,在进行控制策略优化之后,进行仿真模拟和实验验证,评估优化后系统的性能表现和能效提升效果。
通过对优化后的控制策略进行性能评估和比较分析,探讨其在实际应用中的潜在前景和未来发展方向。
10.16638/ki.1671-7988.2020.02.022增程器的最佳工作曲线的确定胥峰1,乔华2,杨秀玲1,王娟3(1.中汽研汽车检验中心(宁波)有限公司,浙江宁波315336;2.上海锐镁新能源科技有限公司杭州分公司,浙江杭州310016;3.众泰汽车工程研究院,浙江杭州310018)摘要:增程式电动汽车是在纯电动汽车的基础上,增加一个小型的辅助动力系统作为动力补给,当动力电池电量不足时,增程器能配合动力电池一起为车辆提供能源。
因此,增程式汽车能有效缓解现阶段下纯电动汽车续航里程不足的问题。
研究增程器的最佳工作曲线,是降低增程式混合动力汽车的油耗的基本方法。
关键词:增程器;最佳工作曲线中图分类号:U469.72 文献标识码:A 文章编号:1671-7988(2020)02-70-03Determination of the Best Working Curve of the Range ExtenderXu Feng1, Qiao Hua2, Yang Xiuling1, Wang Juan3( 1.CA TARC Automotive Test Center (Ningbo) Co., Ltd., Zhejiang Ningbo 315336;2.Shanghai Ruimei New Energy Technology Co., Ltd. Hangzhou Branch, Zhejiang Hangzhou 310016;3.Zotye Automotive Engineering Research Institute, Zhejiang Hangzhou 310018 )Abstract: On the basis of pure electric vehicle, a small auxiliary power system is added as power supply. When the power battery is insufficient, the range extender can provide energy for the vehicle together with the power battery. Therefore, the program adding vehicle can effectively alleviate the problem of insufficient range of pure electric vehicle at this stage. The study of the optimum working curve of the extender is the basic method to reduce the fuel consumption of the extender hybrid vehicle.Keywords: Extender; The best working curveCLC NO.: U469.72 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2020)02-70-03前言增程式电动汽车是在纯电动汽车的基础上,增加一个小型的辅助动力系统作为动力补给,当动力电池电量不足时,增程器能配合动力电池一起为车辆提供能源。
增程式电动汽车功率流优化策略随着环保意识的增强和汽车技术的不断发展,增程式电动汽车作为未来的交通方式备受关注。
相比传统燃油车辆,增程式电动汽车具有零排放、低噪音等优点,但其续航里程限制却成为了影响其普及程度的瓶颈。
为了解决这一问题,对增程式电动汽车功率流进行优化成为了一项重要的研究课题。
要优化增程式电动汽车的功率流,就需要对其电池管理系统进行改进。
电池管理系统是增程式电动汽车的核心组成部分,其主要功能是监控电池的状态、管理电池的充放电过程。
通过优化电池管理系统,可以提高电池的能量利用率,延长电池的使用寿命,从而提高增程式电动汽车的续航里程。
例如,可以通过改进电池充电算法,使得电池在充电过程中能够更加高效地吸收能量,提高充电效率。
此外,还可以通过优化电池的放电策略,使得电池能够在不同负载条件下以最佳方式输出电能,从而降低功率损耗,提高整车的能量利用率。
对增程式电动汽车的能量回收系统进行优化也是功率流优化的重要方面。
能量回收系统可以将车辆制动过程中产生的能量转化为电能,从而减少能量的浪费。
通过优化能量回收系统,可以提高能量回收效率,增加增程式电动汽车的续航里程。
例如,可以采用智能制动系统,根据车辆的运行状态和行驶环境,合理地调整回收能量的大小,以最大程度地回收能量。
此外,还可以利用车辆行驶过程中的惯性能量,将其转化为电能进行储存,进一步提高能量回收效率。
还可以通过优化增程式电动汽车的动力系统,实现功率流的优化。
动力系统是增程式电动汽车的核心部件,其主要由燃料电池、电动机和储能装置组成。
通过优化动力系统的匹配和控制策略,可以实现燃料电池和电池的协同工作,提高整车的能量利用效率。
例如,可以通过优化燃料电池的工作条件,使其在最佳工作点附近工作,提高燃料利用率。
同时,还可以通过优化电动机的控制策略,使得电动机在不同负载条件下以最佳方式输出功率,提高整车的能量利用率。
还可以通过优化增程式电动汽车的车身结构,降低空气阻力,提高整车的能量利用效率。
浅谈增程式电动汽车动力系统控制策略优化
首先,REEV 驱动系统是由发动机、电池组和电机等多项组成的,针对每项组件应通
过有效的控制方法判断它们的工作状态,并进行操作使其达到最佳工作状态。
在加速过程中,燃油机和电动机应同时工作,发动机只需通过ICE等车辆端控制系统和电机协同工作,提供最优转速来增加功率输出,以达到加速的目标。
当车辆处于稳定行驶状态,发动机不
应该工作,而仅仅依靠电池供电,电机仅仅提供动力来保持稳定行驶。
在这种情况下,易
于导致发动机长时间不工作,带来冷却问题和HOTM的问题。
应该采用发电机中的润滑脂来解决这类问题。
在发动机运行时,润滑脂可以保持发动机转子的运转,保持其在长时间不
工作时的状态。
其次,REEV电机的控制策略应该采用“瞬态优化控制”方法,通过对牵引阻力和加速度等系统参数进行短时间的优化估计,快速掌握车辆动态特性,控制电机输出力矩和转速,实现车辆的优化控制,同时保证能量消耗的最低化,并设置限制因素,以最大程度保证电
池磨损程度和续航里程问题。
最后,利用先进精度控制技术实现REEV动力控制系统优化,包括集中控制器、传感器、执行器、电气电子处理器等,都应该具备高精度、高效率的控制能力,实现REEV动力控制系统的精确控制。
综上所述,增程式电动汽车动力系统控制策略的优化可以通过对发动机、电机和电池
组等元件的协同控制,采用瞬态优化控制方法,以保证能量消耗和车车性能的平衡,并应
用先进的精度控制技术实现。
这些控制策略能够提高REEV动力系统的性能,同时提高整车性能,为使用者提供更加优质的驾驶体验。
增程器发电策略
增程器发电策略通常基于以下几个因素:
1. 剩余电量:当电池电量低时,增程器启动发电,给电池充电。
当剩余电量高于一定阈值时,增程器停止发电,由电池提供动力。
这个阈值通常根据车辆的行驶需求和电池的荷电状态(SOC)来设定。
2. 行驶需求:增程器发电量也会根据车辆的行驶需求进行调节。
在需要较高动力输出的情况下,如加速或爬坡时,增程器会增加发电量以满足更大的动力需求。
而在匀速或低速行驶时,增程器可能会减少发电量以节省能源。
3. 油耗效率:为了提高油耗效率,增程器通常在发动机处于高效工况时启动发电。
这可以通过控制发动机的转速和负荷来实现,使发动机始终保持在最佳工况范围内。
4. 能量回收:在现代增程式电动车中,能量回收系统也扮演着重要角色。
在制动或滑行时,车辆会将动能转化为电能并存储在电池中,这也可以为增程器提供额外的发电机会。
综上所述,增程器发电策略是一个综合多个因素的过程,包括剩余电量、行驶需求、油耗效率和能量回收等。
通过优化这些因素,可以有效地提高增程式电动车的能源利用效率,减少排放,并提高车辆的经济性和续航里程。
带增程器的纯电动汽车动力系统设计说明随着环保意识的提高和对能源消耗的关注,纯电动汽车作为一种无污染、低噪音、高效能的新型交通工具,逐渐受到人们的关注和青睐。
然而,由于纯电动汽车的续航里程受限,无法满足长途出行的需求,因此,在传统的电动汽车中引入增程器是一种常见的解决方案。
本文将对带增程器的纯电动汽车动力系统进行设计和说明。
一、增程器的原理和作用增程器是指在纯电动汽车中引入一台内燃机发电机,利用内燃机发电再为电池供电的装置。
当电池电量不足时,增程器会自动启动,发动内燃机产生电能充电电池,延长汽车行驶里程。
增程器的引入可以解决纯电动汽车续航里程短的问题,同时还可以减小对电池的使用频率和放电深度,延长电池的使用寿命。
二、带增程器的纯电动汽车动力系统设计要素1.电池组:电池组是纯电动汽车动力系统的核心部件,其负责存储和释放电能。
选用高能量密度和大容量的高性能锂电池是必要的。
同时,为了减小电池的尺寸和重量,可以采用钠离子电池等新型电池技术。
2.增程器:增程器选用高效、低排放的内燃机发电机组合。
可以考虑使用小型燃气轮机、微型汽油或柴油发电机等。
增程器的功率要足够满足车辆的行驶需求。
3.电动机:电动汽车动力系统的另一个核心部件是电动机。
电动机选用高效率、高功率密度的永磁同步电动机。
还可以采用多电机布置,提高车辆的驱动力和动态性能。
4.控制系统:电动汽车动力系统的控制系统对整个系统的性能和安全有着重要影响。
控制系统需提供优化的电能管理和动力分配策略,确保电池和增程器的协同工作。
此外,还需包括车辆的空调、制动二级利用等能量回收系统。
5.能量管理系统:能量管理系统是整个动力系统的智能核心,其根据行车需求和能源供应状态,通过智能算法实现对电池、增程器和电机的能量分配控制。
三、带增程器的纯电动汽车动力系统的优势1.增强续航里程:增程器的引入大大延长了纯电动汽车的续航里程,可以满足长途出行需求。
2.高效能与环保:增程器使用高效率的内燃机发电,能量利用效率更高,同时减少了对电池的使用频率和放电深度,延长了电池寿命。
浅谈增程式电动汽车动力系统控制策略优化随着汽车行业的不断发展和电动汽车的兴起,增程式电动汽车动力系统控制策略优化成为了当前研究的热点之一。
增程式电动汽车是指在电池储能系统的基础上,还配备了发电机或燃料电池系统,通过发动机或燃料电池系统为电池充电,从而延长电动汽车的续航里程。
而动力系统控制策略的优化,对于提高增程式电动汽车的整车性能和降低能耗具有重要意义。
本文将对增程式电动汽车动力系统控制策略优化进行探讨,分析其优化的必要性和影响因素,并对未来的发展方向进行展望。
增程式电动汽车的动力系统主要由电池储能系统、发电机/燃料电池系统和电动机系统组成。
在驱动过程中,电动机先从电池储能系统中获取能量进行驱动,当电池能量不足时,发动机/燃料电池系统将发电机发电或通过燃料电池产生电能,向电池储能系统进行充电,从而延长车辆的续驱里程。
动力系统的控制策略主要包括驱动模式切换策略、发电机/燃料电池功率控制策略、电池充电和放电策略等。
在驱动模式切换策略方面,根据行车工况和能源管理策略,增程式电动汽车的控制系统需要根据当前能量状态和行驶工况,合理地选择电动驱动模式和增程式驱动模式。
在电动驱动模式下,由电池储能系统提供能量驱动电动机;在增程式驱动模式下,由发电机/燃料电池系统提供能量为电池充电或直接驱动电动机。
控制系统需要根据不同的驱动工况进行动态切换,实现最优的能源利用和车辆性能。
在发电机/燃料电池功率控制策略方面,考虑到发电机/燃料电池系统的工作效率和响应速度,控制系统需要根据当前能量需求和发电机/燃料电池系统的工作状态,合理地调节发电机/燃料电池系统的功率输出,实现对电池充电或直接为电动机驱动。
在充电过程中要尽可能提高发电机/燃料电池系统的工作效率,同时在驱动过程中需要确保足够的能量输出。
在电池充电和放电策略方面,考虑到电池的充放电特性和寿命,控制系统需要根据电池的实时状态和充放电工况,合理地调节电池的充放电电流和电压,保证电池的安全性和稳定性,并最大限度地延长电池的使用寿命。
浅谈增程式电动汽车动力系统控制策略优化随着全球环境变化和气候变化的日益严重,减少污染和节约能源已经成为全球各国的共同目标。
汽车是人们生活中不可缺少的交通工具,但汽车的排放对环境和人体健康造成的危害也不可忽视。
为了减少汽车排放对环境造成的负面影响,同时也提升汽车的性能和节能,电动汽车成为了越来越受人们关注的研究方向。
增程式电动汽车(Range-extended Electric Vehicle,简称REEV)是近年来发展较快的电动汽车技术之一,其拥有传统汽车的行驶里程和电动汽车的零排放优势。
REEV由一个电动机和一个发电机组成,电动机用于驱动车辆行驶,发电机用于为电池充电,增加车辆的续航里程。
REEV的动力系统控制策略对于汽车的性能和节能水平有着重要影响。
针对REEV的动力系统,优化控制策略可以提升汽车的性能和节能。
下面将从电机控制策略、发电机控制策略和能量管理控制策略三方面浅谈REEV动力系统的优化控制策略。
电机控制策略是REEV动力系统优化的关键之一。
电机的控制策略直接关系到汽车的动力输出和能耗水平。
目前电机的控制策略主要有感应电机控制和永磁同步电机控制两种。
感应电机控制采用传统的电机控制方法,具有成本低、维护简单等优点,但由于转速范围较小,不能满足高速路行驶需求。
永磁同步电机控制则采用了先进的电机控制技术,具有高效、低噪音、响应速度快等优点,但由于成本较高,在实际应用中比较少见。
因此,应根据具体的应用场景选择电机控制策略,并结合电机控制算法提高电机的效率,以最大程度地提高汽车的性能和节能水平。
发电机控制策略是REEV动力系统的另一个关键。
发电机的控制策略直接影响汽车的能量消耗和充电效率。
发电机的控制策略可以从两个方面进行优化,一是针对转速控制策略,二是针对输出电压和电流控制策略。
在转速控制方面,应根据车速和电池电量的实时变化来调整发电机的转速,保证发电机的输出功率适合当前的驾驶情况,以提高能量利用率。
《增程式电动汽车驱动系统参数匹配及优化》一、引言随着环保意识的增强和新能源汽车的不断发展,增程式电动汽车(Extended Range Electric Vehicle, EREV)逐渐成为汽车行业的研究热点。
增程式电动汽车结合了纯电动汽车和传统燃油车的优点,具有节能、环保、续航里程长等优势。
而驱动系统作为增程式电动汽车的核心组成部分,其参数匹配和优化直接影响到整车的性能。
因此,本文将对增程式电动汽车驱动系统的参数匹配及优化进行详细探讨。
二、增程式电动汽车驱动系统概述增程式电动汽车驱动系统主要由电池组、电机、控制器、增程器(发动机+发电机)等部分组成。
其中,电池组为整车提供电能;电机作为动力输出装置,将电能转化为机械能;控制器负责整车能量的管理和控制;增程器在电池组电量不足时提供能量补充。
三、驱动系统参数匹配(一)电池组参数匹配电池组是增程式电动汽车的能量来源,其参数匹配直接影响到整车的续航里程和性能。
电池组参数主要包括电池容量、电压等级等。
在选择电池组时,需要考虑到整车性能要求、成本等因素,根据电机需求合理选择合适的电池组。
(二)电机参数匹配电机作为动力输出装置,其参数匹配关系到整车的动力性和经济性。
电机参数主要包括额定功率、峰值功率、额定转速等。
在匹配电机参数时,需要考虑到整车的性能要求、电机的效率、成本等因素,确保电机在满足动力性的同时,具有较高的效率和经济性。
(三)控制器参数匹配控制器是增程式电动汽车的“大脑”,负责整车能量的管理和控制。
控制器参数的匹配需要考虑到整车的控制策略、通信协议等因素,确保控制器能够有效地管理电池组和电机的能量输出,保证整车的性能和安全性。
四、驱动系统优化(一)能量管理策略优化能量管理策略是增程式电动汽车的核心技术之一,对整车的性能和续航里程有着重要影响。
通过对能量管理策略进行优化,可以提高整车的能量利用率,延长续航里程。
优化方法包括基于规则的控制策略、基于优化的控制策略等。
增程式电动汽车功率流优化策略增程式电动汽车通常包含两个电动机,其中一个负责主驱动,另
一个负责辅助驱动,通过辅助驱动的提供,使电动汽车能够在一定程
度上提高续航里程。
在使用增程模式时,为了最大化续航里程,需要
进行功率流的优化策略。
具体而言,增程式电动汽车功率流优化策略包括以下几个方面:
1. 动力分配优化:在加速和行驶过程中,将主驱动和辅助驱动的
动力分配得当,尽可能减少能量浪费,最大限度地提高续航里程。
2. 能量回收优化:利用制动和减速时产生的动能,通过回收转换
成电能储存到电池中,减少制动器的使用,增加续航里程。
3. 负载平衡优化:通过合理地调整电机的负载,使两个电机之间
产生比较均衡的负载,减少电机的能量损耗。
4. 控制策略优化:通过智能控制策略来识别电动汽车的行驶路线
和行驶环境,合理控制电机的功率输出,从而最大限度地节约能源,
提高续航里程。
综上所述,增程式电动汽车功率流优化策略是通过优化电机的动
力分配、能量回收、负载平衡和控制策略等方面,从源头上减少能量
消耗,最大限度地提高续航里程,是增程式电动汽车关键的技术之一。
基于工作轨迹优化的增程式电动汽车APU控制策略设计吴自贤;张希【摘要】增程式电动汽车中的辅助动力单元通过发电产生电能传输到直流母线上,为动力电池和驱动电机供电.本文首先根据增程式电动汽车的特点,设计了发动机多工作点控制策略,并针对APU模式切换过程中的动态工况,提出了一种APU轨迹优化控制策略,采用遗传算法优化发动机和发动机的运行轨迹,进而确定一条油耗最低的APU系统工作轨迹.仿真与实验结果证明,本文提出的控制策略,相对于传统的恒温器控制策略,在燃油经济性上有一定的改善.【期刊名称】《传动技术》【年(卷),期】2017(031)003【总页数】6页(P9-13,31)【关键词】增程式电动汽车;辅助动力单元;控制策略;轨迹优化;燃油经济性【作者】吴自贤;张希【作者单位】上海交通大学机械与动力工程学院,上海200240;上海交通大学机械与动力工程学院,上海200240【正文语种】中文【中图分类】U461.2随着全球汽车工业的迅猛发展,传统内燃机汽车对能源危机以及环境污染的加剧作用越来越明显,发展电动汽车能有效地节约能源和解决汽车尾气污染。
增程式电动汽车在续航里程上明显优于纯电动汽车;在排放性能上也远远优于传统的混合动力汽车,具有节约燃油,对发电单元功率需求小,降低排放,延长续驶里程等优点。
结构上,增程式电动汽车的动力系统由动力电池系统、动力驱动系统、整车控制系统和辅助功率单元(APU)组成,如图1所示。
目前国内外对增程式电动汽车的研究主要集中于动力系统参数匹配和控制策略两个方面。
文献[1]根据增程式电动客车在生命周期内的总成本模型,计算出购置成本、使用成本与维修成本综合最优的整车参数匹配方案; 文献[2]基于用户接受度比较了常见的三种EREV的控制策略,提出设计控制策略除了重视燃油经济性外,还需考虑改善用户的使用性能;文献[3-5]采用遗传算法对增程式电动轿车中的控制参数进行离线优化,从而不同程度地降低了整车的油耗; 文献[6],提出了一种转速切换/功率跟随增程器协调控制策略,较好地解决了增程器系统中的发动机、发电机协调控制问题; 文献[7-8]针对并联式混合动力汽车在模式切换的动态过程中发动机运行轨迹的优化;文献[9]则是针对APU如何在给定的时长内产生目标电量,采用极小值原理进行轨迹优化问题的求解。
军用增程式电动汽车增程器 工作点选取策略设计 Design of working point selection strategy for the range extender of a military range—extended electric vehicle 朱辰宇,余卓平,熊璐,张培志,曾德全 ZHU Chen—yu,YU Zhuo—ping,XlONG Lu,ZHANG Pei—zhi,ZENG De—quan (同济大学,上海201804) 摘要:在军事领域,增程式电动汽车由于其噪声/.I\、机动性强、续驶里程高、高压电源可为伺服武器 提供动力等优点.具有广阔的应用前景。针对一军用增程式混合动力差动转向汽车平台,搭 建了包括发动机模型、发电机模型、增程器模型在内的增程式混合动力系统模型,设计了旨 在提高整车经济性的增程器不同输出功率下的工作点选取策略,通过实车试验验证了策略的 有效性。 关键词:增程式电动汽车;增程器;混合动力系统;经济性;工作点选取 中图分类号:u461.8 文献标识码:A 文章编号:1 009—01 34(201 8)ol一001 0 06
0增程式电动汽车概述 增 J 电动汽 足混合动力汽车的一种。它既能够 】 作 纯IU动行驶模式,又能够通过增 器发电为乍辆 提供动力、为动力电池充 。该种 辆仪需较小的电池 容} 就能够 剑IJ 常的续驶 。 f , I 劫 1i果J】Jl『』_】I冬】l』 『】,j}fIH艾 j 介动力 系统 构。发动机’j技JLt,¥J Lfll+成增 器,1 辆 I 能驱 动IU础机 动 驶。1 } 以动 箭fIzi也作为卜 动 渊,以增 作为轴lIJj动 源。 1增 汽 fi-:1"t!纯 动 驶十I!』 卜,埔 1:作,动力l乜池作为唯一的 z}】 ̄bl-,一lt ,此¨0』 j IU 1 I f1j原I_{I 个}U J・d, }仃 ii l 1 m联 混合动力系统结构 汕牦、岑摊放、噪声小和舒适性好等特点。 动力电 池fU 低或行动力电池输卜“功率小于需求功率时,增程 器 始J 作,发;}I的电能~部分可用于给动力电池充 叱, 分可直接提供给电动机驱动车辆行驶。增程 f,『(J『JlJ入人人延长r车辆的续航里程,减少 纯电动汽 1一川t 埘此的担忧。 J{i} 式电动汽车的诸多优点也引起了 方芙沣。军 川特种牛j=liIj具宵输出功率人、机动性和通过性强、工作 等特点。将增程式混合动力系统引入,车用车辆中, 町以仃效提 军用车辆的各种性能,如增强动力性、隐 敞 、通过性、降低油耗、成为移动电站等,使得其能 q 适 战场 境。 小义研究埘象址 辆增程式混合动力、轮边电机驱 √J、芥动转 的水陆两l柄汽1l。其底盘传动系统机械结 {={=J、1l辆实物分刖如罔2、 3所示。车辆 仃两个动 源,发动机与发电机通过机械连接组成增程器,电机控 制 为 U合一控制器,同时控制散热风扇电机、发电机 I 个轮边电机,动力电池给电机控制器供电。
1增程式混合动力系统模型建立 为了设计旨 提高整 经济性的增程器不同输出功
收稿日期:2017—07—31 基金项目: 家科技是拌计划——电动汽1i分 式_Ju轮 动系统研发(2015BAGI7B0I) 作吉简介:朱 j (1993一),_Jj, 缸人,坝I 『究 , f究方向为整车管婵策略开发、无人驾驶车辆行为决策 系统 动玄 系统)f:发。
【1O】 第4O卷第1期2018—01 图2试验车底盘传动系统机械结构 图3试验车实物图 率下的工作点选取策略,本文搭建了增程式混合动力系 统模型,包括发动机模型、发电机模型和增程器模型。
1.1柴油发动机数学模型 发动机是增程器的重要组成部件之一,发动机的 建模对增程器的控制策略设讨。有很大影响。发动机是一 个强非线性、强耦合、时变动力学系统,本文中提出的 对于发动机的控制是指通过控制发动机油门开度来改变 发动机的输出扭矩,故不考虑发动机缸内复杂的燃烧过 程,同时对发动机模型的输入、输出信号及内部参数进 行简化,选取利用试验数据建模和参数拟合的方法对其 建模。 在本文建立的模型中,输入信号为油门开度和负 载扭矩,输出变量为发动机输出扭矩、转速和燃油消耗 量。本文中车辆使用增程器中发动机为四缸柴油机,排
量1.4L,采用涡轮增压,最大转速4800rpm,最大扭矩 212Nm,最大功率70kW。 通过发动机在测功机上的台架测试并使用多项式 进行数据拟合,获得了如图4所示的发动机外特性与部 分负荷特性图,即将发动机稳态输出转矩表示为油门开 度、发动机曲轴转速的函数。
250 —200 弓150 10o 卑5O
0 4000
图4发动机外特性与部分负荷特性图 100
发动机产生的能量部分需用来克服机械摩擦阻力, 其来源于内部各个部件的相互滑动和滚动。发动机内部 摩擦扭矩主要与转速、温度有关,本文使用的发动机内 部摩擦扭矩特性如图5所示。
O 。30 娶.60 鞋 世 90
图5发动机f^】部摩擦扭矩特性图 发动机输出扭矩是发动机通过燃油燃烧产生有效转 矩克服机械摩擦阻力输出至飞轮的扭矩。可以得到发动 机输出扭矩特性图如图6所示。
250 —200 弓150 1 D0 50 O 4000
图6发动机输出扭矩特性图 100
第4O卷第1期2018—01 [111 220 200 180 16O
一140 120 最100 未 80
60 40 20 1UUU lbUU ZUUU ZbUU 0UUU bUU 40UU 转速 rp ̄1)) APU总做;
【 )
图1 1增程器最佳燃油经济性曲线图
据最佳燃油 济性曲线,确定了每‘输“j功率 PAPUO最佳经济性对 的输出扭{寸 T曲和输出转速rl。 。 根据 6所示的发动机输出扭矩特 图可以反推 不 同输出助率所对应的油门踏板开度。最终结果如图I2 所示。
l2最佳燃油经济性F的油 J 蓬一输出功率罔 3工作点选取策略实车试验验证 为J’验证f 义 作点选取策ff【}}的仃效件,我们进行 了实年试验验证。验ilI 结果分为以 三个部分: 3.1输出功率跟随验证 /f 同时段给定系统的需求助牢的条件_卜,系统输 出功率如图l3所示。 I 的红线为需求功率,蓝线为输出功牢,巾式 (7) 剑。由 l3l叮知,在不 时『HJ段下,系统输出功 率 需求功率±lkw范围内振荡,这是由电机机械功率 与电磁功率不平衡,电机的电流、电压周期性变化引起 的, r正常现象。总体而言,系统的输出功率能够较 稳定地 随需求功率。
3.2输出电机转速跟随验证 D,1 段系统的 求『乜机转速、输出『乜机转述如图 l4所永。
【14】 第4O卷第1期2018 01
图I3系统输出功率跟随图 时nJj(s) 图14系统输出电机转速跟随圈
在给定系统需求功率后,可以通过图ll所示的增辊 器最佳燃油经济性曲线求m系统的需求转速。由图l4可 知,系统的输出电机转速除存需求功率跳变时有较大振 荡(图中 :线冉角处常伴随蓝色尖角)外,可以很好地 随需求电机转速,振荡幅度不超过±20rpm,系统响 应迅速。
3.3输出油门开度跟随验证 不同时段系统的需求油门歼度、输出油门开度如图 l5所示。
时间(s) 图l5系统输出油门开度跟随图 在给定系统需求功率后,可以通过 l2所示的增程 器最佳燃油经济性下的油门丌度一输…功率曲线求L}j系 统的需求油『j开度。由图l5可知,系统的输 油门开度 响应迅速,且只有±1%的振荡,这是由输出油门开度 步长为1%决定的,属于正常现象。 4结束语 本文搭建了针对军用增程式电动汽车的混合动力系 统模型,设计了旨在提高整车经济性的增程器不同输出 功率下的工作点选取策略,通过实车试验验证了策略的 有效性。该控制策略作为增程式电动汽车整车管理策略 的重要组成部分,对于提高整车经济性,提升整车的续 驶里程有重要意义。
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