混合动力系统能量管理与控制,    珠海出租路灯车

 

      混合动力系统能量管理与控制,  珠海出租路灯车, 珠海租赁路灯车, 珠海路灯车    混合动力逻辑口限能量管理策略, 在主流的能量管理策略中，基于规则的逻辑口限管理策略相对简单，鲁椿性好，是目前应用最广泛的能量管理策略。它是根据路灯车车速、牵引转矩、电池组ＳＯＣ等变量与设定的逻辑口限的比较结果，按照预先设定的规则进行控制。一般来说，路灯车运行路线相对确定，运行工况可以被预见与规划，逻辑口限的适用性相对较好，因此本文采取基于规则的逻辑口限能量管理策略。

         能量管理策略的制定需基于一定的系统信息，各子系统间通过ＲＳ４８５通讯、ｅＣＡＮ通讯、指令电流的方式进行信息交互，主要通讯量及通讯示意图如下所示。路灯车中央控制单元（ＣＣＵ）供电模式、‘系统化态、路灯车速度Ｓ故障信息最大功率、实除，，讯剩余电量、最大充放柴油机组.  本文所研究的混合动力系统属于串联系统，常用控制模式有恒温器模式和功率追踪器模式ｔｗ’Ｗ，分别基于电池组ＳＯＣ或发动机燃油消耗的单目标控制，将上述两种控制模式结合起来，可充分利用发动机的高效区和电池的快速响应特性，在实现电池的ＳＯＣ平衡控制的同时改善整车油耗，实现整体效率最佳。制定逻海口限能量管理策略时需设定的口限参数。将路灯车车速牵引转矩和电池组ＳＯＣ与表中的口限值进行比较，主要控制规则。站内纯电池模式，路灯车停站或启动且电池ＳＯＣ满足需求。为满足良好的启车加速性能，借助动力电池的快速充放电能力，优先使用电池组供电，柴油发电机待机。ＭｏｄｅＢ；混合牵引模式，路灯车牵引加速且电池ＳＯＣ充足。柴油发电机组提供基础负载功率，电池组对剩余功率需求进行补充调节，两者共同提供牵引能量。ＭｏｄｅＣ：站内充电模式，路灯车停站或启动且电池ＳＯＣ不满足启车需求。此时应提前投入柴油发电机组，提供牵引能量的同时给电池充电。ＭｏｄｅＤ：电制动模式，路灯车施加电制动力且电池ＳＯＣ低于限制值。动力电池组处于充电状态，吸收路灯车制动回馈的能量，柴油发电机组待机。ＭｏｄｅＥ：纯柴油发电机牵引模式，路灯车牵引加速且电池ＳＯＣ低于放电限制。为防止电池过放，动力电池组停止放电，由柴油发电机组单独牵引。ＭｏｄｅＦ；机械制动模式，路灯车制动且电池ＳＯＣ高于限剌值。为防止电池过充，动力电池组停止充电，由制动控制系统（ＢＣＵ）施加机械制动。

    综合柴油发电机油耗的逻辑口限管理策略,  考虑到逻辑口限能量管理策略的功率分配虽然简单但不一定获得好的燃油经济性，将其与低油耗原则相结合，优化柴油发电机组的工作点，提高燃油经济性。设计方法为：根据车速、牵引转矩和电池ＳＯＣ与表５－２所示的控制规则确定系统的工作模式，在各个模式下，结合柴油发电机组的工作参数及油耗曲线，制定该工况下柴油发电机组的合理转速。将逻辑口限策略和低油耗原则结合之后制定的控制规则。分别为结合低油耗原则制定的柴油发电机在牵引、电池充电、纯柴油发电机惰行、停车不充电及制动时的优化转速，具体数值在５．２．１柴油发电机组转速控制部分进行详细讨论。在满足路灯车需求的前提下，上述转速设定确保了柴油发电机组在运行的各个阶段处于低油耗区。由逻辑口限控制规则，可得到逻辑口限管理流程。在混合动力系统中，路灯车运行模式的检测、柴油机的启停与转速控制、动力电池的充放电控制及负载管理，均由能量管理系统实现，本节针对各个子系统不同的运行特点及控制目标制定相应的控制方法，并进行仿真验证。

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     柴油发电机组转速控制在控制柴油发电机转速时，需综合考虑直流电压、输出功率和油耗量等多方面因素，本文在研究过程中，结合负载运行特性及油耗曲线，分工况采取不同的柴油发电机转速控制策略。（１）牵引工况下，采用基于电压滞环的转速控制方法。牵引过程中功率会发生变化，而这种变化会反映在中间直流电压上，因此柴油发电机转速对功率的追踪可借由其下垂输出特性间接实现。根据直流电压设置一定宽度的滞环，采用电压滞环控制的方法，Ｗ实现牵引工况下柴油发电机组转速的自动调节。转速为ＩＳＯＯｉｐｍ时，最大输出功率为３３０ｋＷ，直流电压范围约为１５２０---１７００Ｖ，满足功率及电压需求，且此时油耗率相对较低，可认为ＩＳＯＯｉｐｍ为牵引工况下柴油发电机组的理想转速，根据其电压范围，设置直流电压滞环为１５００Ｖ￣１６５０Ｖ。直流电压低于滞环下限１５００Ｖ，发动机转速提升，直流电压升高；直流电压在、公２点进入滞环区间，发电机转速保持不变；Ｇ点直流侧电压高于滞环上限１６５０Ｖ，发动机转速降低，直流电压下降，到达Ｃ２点时再次保持转速不变。随着直流侧电压在ＵＯＯＶ---１７００Ｖ的滞环内外波动，柴油发电机组的转速也在１６００ｉｐｍ---ＩＳＯＯｒｐｍ之间进行调整，最终柴油发电机组转速稳定在ＩＳＯＯｒｐｍ，直流侧电压为１５５０Ｖ，与理论分析相符。（２）非牵引工况下，采用恒定转速控制。惰行、制动和停车时，柴油发电机组负载功率一定且变化较小，因此采用恒速控制的方法控制柴油发电机转速。惰行工况下，仅考虑平直道运行条件，牵引功率较小，柴油发电机组可适当给电池充电，转速为固定值１７００ｍ；当电池组ＳＯＣ达到充电上限时，柴油发电机组转为惰行不充电状态，转速降为１５０（ｈｐｍ。制动工况下，电池组吸收路灯车再生制动能量，柴油发电机组等待转速ＭＯＯｒｐｍ，当电池故障时，处于纯柴油发电机工况，同惰行不充电。进站停靠时，原则上由电池组提供辅助功率，特殊地，在站内充电模式下，柴油发电机组给电池充电，具体控制策略同惰行充电；当电池ＳＯＣ到达停车充电的上限值时，柴油发电机组转为怠速６００ｒｐｍ。综合上述分析，柴油发电机组转速控制流程，先根据逻辑口限能量管理规则，判断系统所处的运行模式，然后在不同的运行模式下选取电压滞环控制或恒定转速控制，输出量为柴油发电机转速。混合动力系统能量管理与控制柴油发电机组在单个启停周期内的转速变化。

     基于下垂特性的动力电池充放电控制基于下垂特性的电池充放电控制，即根据拟合下垂电压公式，求出柴油发电机当前转速下输出一定功率时的下垂电压作为电池的目标电压，此时动力电池等效作为柴油发电机组的负载，控制电池充放电可调节发电机的输出功率，通过两者的配合实现动力源间能量分配。动力电池下垂控制系统框图，主要有下垂控制和滞环控制两部分。发动机转速。不输出功率, 下垂控串滞环測限幅, 以柴油发电机组转速恒定为ＩＳＯＯｒｐｍ为例，目标输出功率由２４０ｋＷ变为１５０ｋＷ，根据拟合下垂电压公式，得到直流侧下垂电压目标值为，在Ｓｉｍｕｌｉｎｋ中用ｍ语言编写动力电池目标电压控制函数，模拟上述过程，得到直流电压、动力电池电流、柴油发电机输出功率波形。ＩＳＯＯｒｐｍ转速下，目标输出功率从２４０ｋＷ变为１５０ｋＷ，电池目标电压从１５５０Ｖ提高至１５９０Ｖ，柴油发电机输出功率随之减小。

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