Hệ thống hybrid điện linh hoạt mới và bộ điều khiển quản lý năng lượng tối ưu trực tuyến thích ứng cho xe điện hybrid cắm điện

Journal of Central South University - Tập 19 - Trang 962-973 - 2012
Jian-hui He1, Lin Yang1, Jia-xi Qiang1, Zi-qiang Chen1, Jian-xin Zhu1
1School of Mechanical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, China

Tóm tắt

Để cải thiện độ thoải mái khi lái xe và hiệu suất năng lượng, một hệ thống hybrid điện linh hoạt e-CVT mới (E2FHS) được đề xuất, sử dụng một động cơ chính tích hợp và máy phát điện thay thế cho hộp số tự động hoặc hộp số tay truyền thống để thực hiện chức năng của hộp số vô cấp (e-CVT). Thiết kế và hiện thực hóa nguyên mẫu hệ thống E2FHS cho xe hybrid cắm điện (PHEV) được thực hiện. Để phân tích và tối ưu hóa các thông số và dòng năng lượng giữa các phần khác nhau của E2FHS, phần mềm mô phỏng được phát triển. Đặc biệt, nhằm tối ưu hóa hiệu suất cải thiện tiết kiệm năng lượng của E2FHS, tác động của các bộ điều khiển quản lý năng lượng khác nhau được khảo sát, và một bộ điều khiển quản lý năng lượng tối ưu trực tuyến thích ứng cho E2FHS được xây dựng và xác thực thông qua nguyên mẫu PHEV.

Từ khóa

#Hybrid điện #hộp số vô cấp #xe hybrid cắm điện #hiệu suất năng lượng #quản lý năng lượng tối ưu

Tài liệu tham khảo

DEMIRDOVEN N, DEUTCH J. Hybrid cars now, fuel cell cars later [J]. Science, 2004, 305(5686): 974–976. XIONG Wei-wei, ZHANG Yong, YIN Cheng-liang. Optimal energy management for a series-parallel hybrid electric bus [J]. Energy Conversion and Management, 2009, 50(7): 1730–1739. LIU Jin-ming, PENG Hui. Modeling and control of a power-split hybrid vehicle [J]. IEEE Transactions on Control Systems Technology, 2008, 16( 6): 1242–1251. WHITE ROB, GM DAIMLER CHRYSLER. BMW premiere unprecedented hybrid technology [J]. Automotive Industries AI, 2006, 186(5): 745–765. ERDINC O, VURAL B, UZUNOGLU M. A wavelet-fuzzy logic based energy management strategy for a fuel cell/battery/ ultra-capacitor hybrid vehicular power system [J]. Journal of Power Sources, 2009, 194(1): 369–378. CHAN C C. The state of the art of electric and hybrid vehicles [J]. PROC IEEE, 2002, 90(2): 247–275. WIRASINGHA, SANJAKA G, SCHFIELD NIGEL, EMADI ALI. Plug-in hybrid electric vehicle developments in the US: Trends barriers and economic feasibility [C]// 2008 IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference. Harbin: IEEE, 2008: 1–8. HELLGREN J. A methodology for the design of cost effective hybrid vehicles [D]. Gothenburg, Sweden: Chalmers Univ. Technol, 2004. BAUMANN B M, WASHINGTON G, GLENN B C, RIZZONI G. Mechatronic design and control of hybrid electric vehicles [J]. IEEE/ASME Trans Mechatronics, 2000, 5(1): 58–72. EREN Y, ERDINR O, GORGUN H, UZUNOGLU M, VURAL B. A fuzzy logic based supervisory controller for an FC/UC hybrid vehicular power system [J]. International Journal of Hydrogen Energy, 2009, 34(20): 8681–8692. SCHOUTEN N J, SALMAN M A, KHEIR N A. Fuzzy logic control for parallel hybrid vehicles [J]. IEEE Transactions on Control Systems Technology, 2002, 10(3): 460–468. MORENO J, ORTUZAR M E, DIXON J W. Energy management system for a hybrid electric vehicle, using ultra-capacitors and neural networks [J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2006, 53(2): 614–623. BRAHMA A, GUEZENNEC Y, RIZZONI G. Optimal energy management in series hybrid electric vehicles [C]// Proceedings of the American Control Conference. Chicago: IEEE, 2000: 60–64. AO G Q, QIANG J K, ZHONG Hui, MAO Xiao-jiang, LI Yang. Fuel economy and NOx emission potential investigation and trade-off of a hybrid electric vehicle based on dynamic programming [J]. Journal of Automobile Engineering, 2008, 222(10): 1851–1864. LIU Jin-ming, HAGENA J, PENG Hui, FILIPI Z S. Engine-in-the-loop study of the stochastic dynamic programming optimal control design for a hybrid electric HMMWV [J]. International Journal of Heavy Vehicle Systems, 2008, 15(24): 309–326. AOKI K, KURODA S, KAJIWARA S, SATO H, YAMAMOTO Y. Development of integrated motor assist hybrid system [C]// 2000 SAE. Warrendal: SAE International, 2000: 2000–2059. AIBERT I, KAHRIMANOVIC E, EMADI A. Diesel sport utility vehicles with hybrid electric drive trains [J]. IEEE Transactions of Vehicular Technology, 2004, 53(4): 1247–1256. ZERAOULIA M, BENBOUZID M, DIALLO D. Electric motor drive selection issues for HEV propulsion systems: A comparative study [J]. IEEE Transactions of Vehicular Technology, 2006, 155(6): 1756–1764. LIAN Jing, ZHOU Ya-fu, MA Teng, WANG Wei. Design for motor controller in hybrid electric vehicle based on vector frequency conversion technology [J]. Mathematical Problems in Engineering, 2010, 51(3): 1–22. LARS J, MATTIAS Å, EGARDT B. Assessing the potential of predictive control for hybrid vehicle powertrains using stochastic dynamic programming [J] IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 2007, 8(1): 71–83. ANTONIOU A I, EMADI A. Adaptive control strategy for hybrid electric vehicles [C]// 5TH IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference, VPPC, Dearborn: IEEE, 2009: 242–246.