收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

纯电动汽车能量管理关键技术问题的研究

石庆升  
【摘要】: 面对日趋严重的能源短缺与环境恶化问题,新型车辆的开发利用愈来愈受到各国政府和工业界的高度重视。在这种背景下,清洁无污染、零排放的纯电动汽车成为当今最有发展前途的交通工具之一。纯电动汽车作为一种有限能量电源供电系统,其能量优化和控制,即能量管理问题的研究意义十分显著,正成为电动汽车领域研究的热点问题。随着电力电子技术和计算机技术在汽车领域中的推广和应用,纯电动汽车的能量管理系统不断完善。但是,人们在称道能量管理功能实现的同时,却往往没有充分挖掘车辆的能量利用率。事实上,纯电动汽车的能量管理涉及多项关键技术,能量利用率的提高空间相当可观,智能控制理论和技术为解决纯电动汽车能量管理中的这些关键技术提供了有效途径。 纯电动汽车能量管理问题中的关键技术主要涉及三个方面:一是设计合理的新型能量管理策略;二是寻求准确的动力电池SOC估计方法;三是设计有效的再生制动控制策略。其中,纯电动汽车能量管理策略的设计问题在理论上属于非线性动态优化问题,尚无成熟的解决方法,需要借鉴吸收混合动力汽车这方面的研究成果;动力电池SOC估计问题属于非线性、精度要求高的估计问题,传统的线性估计方法已难以满足估计要求;再生制动控制策略设计未考虑实际应用中的SOC约束等因素,亟待完善。为此,本文结合模糊控制算法、神经网络算法、支持向量回归算法和汽车制动理论等相关知识,较为深入地研究了上述纯电动汽车能量管理中的关键技术,主要工作如下: 首先介绍了课题的研究背景、纯电动汽车的国内外研究现状,总结了纯电动汽车能量管理策略中的关键技术,然后着重分析归纳了纯电动汽车能量管理中能量管理策略、电池SOC估计方法和再生制动能量回收策略的研究意义、研究现状及其存在的不足。 针对传统纯电动汽车续驶里程短、加速性能不佳的问题,研究了蓄电池-超级电容新型双能量源纯电动汽车的能量管理优化控制问题。首先分析了新型能量存储系统的存储功率、车辆行驶时的阻力功率及运行约束条件,建立了双能量源存储系统能量管理问题的数学模型。考虑到电动汽车行驶过程中存在着非线性、动态性强等特性,提出采用模糊控制算法进行功率分配。分配过程中,输入采用了车辆需求功率、电池SOC和超级电容SOC,而输出为蓄电池的功率分配因子。相比于简单查表策略,采用模糊控制策略后,车辆的加速性能和能量消耗率方面都有了较大的改善。在模糊规则设计过程中,主要依靠经验,难免会陷入局部最优。近年来发展迅速的粒子群算法具有全局搜索的优点,与模糊控制算法相结合,可以有效地克服模糊控制容易陷入局部最优的不足。因此,随后提出了基于粒子群算法的新型双能量源电动汽车能量管理模糊控制策略。研究结果表明,基于粒子群算法的能量管理模糊控制策略相比于传统模糊控制策略,在车辆性能上有了较大的提高。 获得准确的动力电池SOC是实现纯电动汽车能量管理优化控制的前提条件之一。针对传统SOC估计方法的各种不足,在分析动力电池SOC影响因素的基础上,采用神经网络算法及支持向量回归算法进行了动力电池的SOC估计研究,并对这两类算法的估计性能进行了综合评价。其中,神经网络算法选取了典型的BP神经网络和具有动态辨识能力的Elman神经网络两类典型算法;支持向量回归算法采用了它的两种基本算法:ε-SVR算法和ν-SVR算法。结果表明:该四种方法都能很好地逼近实际值,平均估计误差都小于2%,满足实际的要求,但ν-SVR算法的平均估计性是最优的。 再生制动能量的回收是提高电动汽车能量利用率、延长续驶里程一个关键技术。在分析车辆制动过程中的安全性和回收能量基础上,建立了纯电动汽车再生制动优化控制问题的数学模型。引入前后制动力分配可调的变比例阀液压分配线来代替理想制动力分配曲线,提出了一种改进的电动汽车再生制动力分配策略,并进行了能量消耗率、回收能量和系统效率方面的仿真研究,实验结果表明,所提出的控制策略有效降低了电动汽车的能量消耗率,提高了回收能量和能量利用效率。接着针对现有制动控制策略中,未考虑抑制电池过充的问题,提出了一种实用的考虑电池SOC约束的再生制动力分配策略,根据车辆前后轮制动力安全要求和电池SOC约束,分别设计了前后轮制动力分配控制器和制动力调节器。最后在ADVISOR仿真平台上进行了实验,结果表明采用提出的策略后,车辆获得了较好的防过充能力。 作为纯电动汽车的重要功能之一,能量管理系统需要不断完善和发展。本文结合相关知识从能量管理策略设计、电池SOC估计方法和再生制动策略设计三个方面对纯电动汽车的能量管理问题的关键技术作了进一步的优化和改进,并通过仿真实验验证了各种改进策略的有效性。这些研究成果对于提高我国纯电动汽车的研发水平和促进纯电动汽车产业化进程具有重要意义。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 万钢;许倞;;实施重大科技专项,促进企业自主发展[J];机械工程学报;2005年12期
2 ;雷博纯电动汽车成为上海公交新秀[J];现代职业安全;2009年03期
3 田子;;电动汽车离我们有多远[J];百科知识;2010年05期
4 王波;;电动汽车:一场农村包围城市的绿色盛宴?[J];市场研究;2011年03期
5 金科;;电动汽车复仇记[J];今日科苑;2011年12期
6 肖兰;;比亚迪放飞电动汽车梦想[J];标准生活;2010年10期
7 师晓霞;;电动汽车产业化:在求索中前行[J];新经济导刊;2003年07期
8 李喜超;;突破产业桎梏——论电动汽车标准化[J];时代汽车;2005年05期
9 王文军;;益茂——中国电动汽车产业“领跑者”[J];中国科技产业;2009年03期
10 朝阳;;游过方知水深浅,走过才懂路艰险——在希望与困境中穿梭的中国电动汽车[J];广东科技;2009年07期
11 路智军;;中大青山纯电动汽车突破续航500公里大关[J];驾驶园;2009年05期
12 程广宇;;电动汽车:一个以创新驱动的产业[J];创新科技;2009年05期
13 国务院发展研究中心重点产业调整转型升级课题组;冯飞;王晓明;;我国具备将电动汽车作为战略性新兴产业的条件[J];中国发展观察;2009年10期
14 ;郑州市人民政府关于加快电动汽车产业发展的意见[J];郑州市人民政府公报;2010年01期
15 吴平;;电动汽车驶向何方?——对话中国工程院院士、总装备部防化研究院研究员杨裕生[J];中国高新技术企业;2010年14期
16 阚世华;楠楠;;宝马 领跑节能豪车[J];中国新时代;2010年06期
17 向莉莉;;电动汽车的成都路径[J];大众用电;2010年09期
18 石西锋;王建业;;电动商用车实验探讨[J];商用汽车;2010年S8期
19 秦伟;郭树涵;;产业链“阳谋”——电动汽车跃进中的利益分配[J];装备制造;2010年12期
20 张义斌;;充换电服务网络助跑电动汽车产业[J];国家电网;2011年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 徐占林;;细分市场纯电动汽车研发与推广[A];第六届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集[C];2009年
2 胡杰强;王智晶;;纯电动汽车泊车雷达系统设计[A];经济策论(下)[C];2011年
3 李年根;;纯电动汽车研究与开发[A];第五届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集[C];2008年
4 胡杰强;王智晶;;纯电动汽车泊车雷达系统设计[A];第八届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集(下)[C];2011年
5 徐战林;李博;;纯电动汽车驱动电机动力参数选型浅探[A];第六届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集[C];2009年
6 徐舟;唐有根;唐广笛;;锌-空气动力电池在纯电动汽车上的应用前景[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第7分册)[C];2010年
7 张进;沈安文;;纯电动汽车自动同步换挡系统设计[A];中南六省(区)自动化学会第二十九届学术年会论文集[C];2011年
8 胡伟明;;基于STM32纯电动汽车电驱控制研究[A];“2011西部汽车产业·学术论坛”暨四川省汽车工程学会四届第九次学术年会论文集[C];2011年
9 王健;廖红英;李冰川;杨光;王磊;孟蓉;;纯电动汽车用动力电池电解液的研究进展[A];第二十八届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2009年
10 廖涛;;重庆公交发展纯电动汽车的一次尝试[A];重庆汽车工程学会2008年学术会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 汪贵平;纯电动汽车驱动与制动能量回收控制策略研究[D];长安大学;2009年
2 周飞鲲;纯电动汽车动力系统参数匹配及整车控制策略研究[D];吉林大学;2013年
3 黄万友;纯电动汽车动力总成系统匹配技术研究[D];山东大学;2012年
4 董冰;基于锂离子动力电池的纯电动汽车能量管理系统控制策略与优化[D];吉林大学;2014年
5 宋勇道;基于两档双离合器自动变速器的纯电动汽车驱动与换档控制技术研究[D];吉林大学;2013年
6 陆中华;基于纯电动轿车的两档双离合器式自动变速器控制技术研究[D];吉林大学;2010年
7 刘志强;纯电动汽车电液复合再生制动研究[D];武汉理工大学;2011年
8 石庆升;纯电动汽车能量管理关键技术问题的研究[D];山东大学;2009年
9 曾群;纯电动汽车电动助力转向系统机理研究与设计[D];南昌大学;2009年
10 张毅;纯电动轿车动力总成控制系统的研究[D];上海交通大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 鲁盼;纯电动汽车控制器设计与开发[D];长安大学;2010年
2 史骏;纯电动汽车驱动控制系统研究[D];长安大学;2011年
3 张明;我国纯电动汽车产业发展:前景展望及策略选择[D];四川省社会科学院;2011年
4 刘燕玲;北京纯电动汽车产业链构建研究[D];北京工业大学;2012年
5 吴胜男;小型纯电动汽车购买意愿影响因素研究[D];湖南大学;2012年
6 李美霞;基于消费者视角的纯电动汽车购买决策影响因素及市场化研究[D];华东理工大学;2014年
7 宋炳雨;纯电动汽车高压电安全管理系统研究与设计[D];山东理工大学;2011年
8 任亚辉;纯电动汽车驱动特性分析与控制[D];电子科技大学;2011年
9 张亚军;双能量源纯电动汽车驱动与再生制动控制策略研究[D];长安大学;2011年
10 姚海峰;纯电动汽车整车性能建模与仿真[D];南京理工大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 王海蕴;走出纯电动汽车的技术误区[N];中国高新技术产业导报;2007年
2 应子;国内首款纯电动汽车上市[N];中国改革报;2009年
3 记者 吉明亮 李根荣;康迪纯电动汽车快速“驶”向美国[N];金华日报;2009年
4 首席记者 徐朝晖 通讯员 方意军;金华汽车产业瞄准新增长点纯电动汽车发展前景很诱人[N];金华日报;2009年
5 本报记者 于丹;小型纯电动汽车“十二五”将获大力扶持[N];中国高新技术产业导报;2010年
6 本报记者 杨秦;纯电动汽车急需“国标”[N];中国经济导报;2010年
7 记者 孙鹏;纯电动汽车关键技术在我市取得重大突破[N];长春日报;2010年
8 本报记者 薛秀泓;纯电动汽车 前景看好瓶颈待破[N];中国改革报;2010年
9 媒体评论员 陈健敏;应着力发展纯电动汽车[N];中国高新技术产业导报;2008年
10 本报记者 王梓函;自主研发的陆地方舟纯电动汽车上路[N];中国工业报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978