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新能源汽车和专用汽车技术
发布人:李阳阳  发布时间:2018-04-24   浏览次数:1795

1)研究成果主要内容

发展新能源(电动)汽车已经成为世界各国的共识,中国为实现2020年单位国内生产总值CO2排放比2005年下降40%~45%的目标和汽车产业弯道超车的历史使命,将其列入七大战略性新兴产业之中,预计2020年新能源车辆生产能力达到200万辆;但目前国内新能源汽车自主电池技术、能量管理技术、驱动控制技术等与国外相比还较为落后,消费者认可度不高,我室根据自身学科优势,针对电池技术、能量管理技术、驱动控制技术以上三方面开展了一系列的研究工作,并取得了突破性的成绩。

另外目前新能源车辆由于不可避免的充放电慢、续驶里程短等明显缺点,若没有目前政策支持,大部分普通消费者将难以接受使用这种车辆,这是新能源车辆的产业化和推广的一个重大隐患;但在部分特殊道路或使用条件下,新能源汽车则非常适合作为专用车辆推广,我室主要研究团队根据自身学科优势,对多功能激光道路检测车及场地教练车等专用车辆进行了开发并得到了推广应用。

评估期间,以此系列研究为主线承担/完成了包括基于驾驶意图的电动汽车电液复合制动协调控制系统研究陕西省十三五新能源汽车产业科技发展战略研究中国新能源汽车产品检测工况研究和开发西安市城市数据采集基于循环工况的增程式电动汽车控制系统研究基于制动驾驶意图辨识的纯电动汽车复合制动协同控制研究等国家及省部级重点项目10余项;承担/完成增程式混合动力发动机性能测试新能源汽车行业技术与信息服务多功能激光道路检测车双电机双离合器混合动力系统性能测试研究等横向课题10余项,相关研究成果得到了较好的转化应用。

2)主要科技创新贡献

1)新型的蓄电池荷电状态(SOC)预测

电动汽车动力电池组荷电状态估算是电池管理系统的重要内容之一,提高电池组SOC的估算精度有利于电池组充分发挥其性能,也能防止单体电池过充过放,目前车企普遍采用开路电压-安时积分法来估算电池组的SOC,这种估算方法准确度差且无法解决此次校正与下次校正之间的电流时间积分误差问题。我室研究相关人员利用GGAP-RBF神经网络、卡尔曼滤波结合安时积分法、无迹卡尔曼滤波等方法,结合不同放电倍率、环境温度和循环次数等参数,建立了新型的电动汽车SOC预测模型,经在不同运行工况下测试,与传统方法相比,新型模型都能更准确地预测蓄电池SOC

2)能量管理策略与制动能量回收技术优化

以混合动力、增程式及纯电动汽车为研究对象,针对能量管理中的最小能耗问题分别应用电量消耗-电量维持策略、动态规划、等效能耗最小化策略和自适应等效能耗最小化策略进行策略优化研究,提出一种将动态规划与等效能耗最小化策略相结合的策略,并能基本实现动态规划;利用串联制动、制动系统参数优化、合理分配电机与摩擦制动力等方法,实现了新能源汽车的制动能量有效回收,延长了电动汽车的续驶里程。

3)分布式驱动仿真平台开发

构建了基于双层架构的整车控制策略和车用永磁同步电机(PMSM)空间矢量控制策略,分别建立了用于整车控制策略验证的基于Carsim/Simulink分布式驱动电动汽车联合仿真平台,经与硬件系统比对,此仿真平台有很强的真实性,可用于相关产品的开发、调试。

4)激光道路检测专用汽车开发

开发的激光道路检测专用汽车采用GPS、姿态传感器和增量式旋转编码器等传感器,在车辆高速行驶时,同步采集传感器测量的经纬度、海拔、行驶速度以及车辆的俯仰角等参数,可以采用数据融合的方法计算出道路的高程;此外试验车还集成了车载Li DAR激光设备,可对路面进行点云采集并进行聚类分析,最终采用连续式平整度仪原理,快速地计算地面平整度。

3)国内外影响的主要证据

2015-2017年,产出的主要成果包括44篇论文、30项专利以及4部非教材著作。小型纯电动教练车动力系统匹配与优化设计纯电动汽车复合制动系统的开发两项成果完成项目验收,专家一致认为项目的解决了电动教练车改制的系列关键问题,对电动教练车和电动汽车制动系统的开发提供了重要的理论支持和参考。多功能激光道路检测专用汽车已经在河南省交通研究院、河南省公路工程试验检测中心等单位得到了应用,并得到了用户的一致好评。

序号

成果产出类型

成果名称

完成人

刊物、出版社或授权单位名称

年、卷、期、页或专利号

收录情况

1

科研

项目

小型纯电动教练车动力系统匹配与优化设计

蹇小平

西安市

科学技术局

2016

通过验收

2

科研

项目

纯电动汽车复合制动系统的开发

郭金刚

西安市

科学技术局

2016

通过验收

3

论文

Adaptability   evaluation of electronic vehicle identification in urban traffic: a case study of beijing

Tehnicki   Vjesnik-technical Gazette

2016,23(1):171-9

SCI

WOS:000372047400022

4

论文

Dynamic analysis of a   cantilever beam with a multiple degrees of freedom system

汤宏博

Noise Control   Engineering Journal

2017,65(2):103-9

SCI

DOI:10.3397/1/376430

5

论文

A pontryagin minimum principle-based adaptive equivalent consumption   minimum strategy for a plug-in hybrid electric bus on a fixed route

解少博

Energies

2017,

10   (9): 137901-22

SCI

DOI:10.3390/en10091379

6

论文

Vibroacoustic modeling of an elastic beam in low subsonic flows   with mean velocities

汤宏博

European Journal of   Mechanics A/Solids

2017,

66:322-8

SCI

DOI:10.1016/j.euromechsol.2017.08.004

7

论文

Monitoring   of chemical industrial processes using integrated complex network theory with   PCA

Chemometrics   and Intelligent   Laboratory Systems

2015,140:22-35

SCI

IDS:CA6YB

8

论文

基于GGAP-RBF神经网络的多参数纯电动客车蓄电池荷电状态预测

中国公路学报

2015, 28(4): 116-26

EI:20152200901102

9

论文

快速车载式道路高程测量系统

长安大学学报(自然科学版)

2015,35(4):139-44

EI:20153601250629

10

论文

Development of regenerative braking for   electric vehicles in China: a review

郭金刚

Int. J. Electric and Hybrid   Vehicles

2015,7(2): 120-38

EI:20153401201686

11

论文

基于DP-ECMS的插电式混合动力城市客车能量管理策略研究

解少博

汽车工程

2017, 39(7): 736-41

EI:20174104259557

12

发明

专利

一种基于PLC控制的电动汽车电源管理系统及方法

仇世侃

林广宇

国家知识产权局

ZL201310393352.3

  

13

发明

专利

一种驾校用倒桩移库纯电动教练车

郭金刚

蹇小平

国家知识产权局

ZL201310393351.9

  

14

发明

专利

一种电动车教练车控制系统

林广宇

仇世侃

国家知识产权局

ZL201410264205.0

  

15

软件

著作权

电动重型商用车动力匹配软件V1.0

解少博

国家知识产权局

2015SR063982

  

16

专著

现代汽车设计制造工艺

陈丁跃

西安交通大学出版社

2015

  

17

专著

汽车微电子

郭金刚

西安电子科技大学出版社

2015

  

18

专著

客车新技术与新结构

申福林

刘晶郁

人民交通出版社

2016