Assumptions of linear generator control strategy for plug-in hybrid power train

• Autorzy: Krawczyk P.

Warianty tytułu

PL

Założenia strategii sterowania generatorem liniowym w napędzie typu plug-in

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the following paper, the author presents a set of assumptions regarding control strategies of range extender in plug-in hybrid electric vehicle. Particular focus is put on control strategies for range extender with linear generator. Firstly, power train must provide appropriate operation regarding its dynamic behavior. As a dynamic requirement the Artemis Urban driving cycle is chosen. Secondly, the control mode investigation is conducted. This includes choice of proper engage strategy of generator, with triggering signals and boundary conditions. For power train with main components such as Li-ion battery, permanent magnet synchronous motor and range extender, control strategies are set up. Lastly, other factors that could play a role in the control strategy construction are explained, i.e. temperature, noise, etc. Result is a set of control constraints and guidelines for control strategy. It is shown, via computer simulation, that the control strategy with distributed periods of range extender engagement, can improve power train efficiency and reduce energy consumption.

PL

W artykule zawarto zestaw założeń dotyczących strategii sterowania urządzeniem rozszerzającym zasięg samochodu elektrycznego typu plug-in. Nacisk położono na strategię sterowania urządzenia rozszerzającego zasięg, wyposażonego w generator liniowy. Po pierwsze, układ napędowy musi zapewnić odpowiednie parametry dynamiczne. Parametry te wyznacza wybrany cykl jazdy Artemis Urban. W kolejnym kroku analizie poddano tryb sterowania. Zawiera on wybór odpowiedniej strategii załączania generatora, wraz z podaniem sygnałów wyzwalających i warunków granicznych. Następnie stworzono strategie sterowania dla układu napędowego, którego głównymi elementami są bateria litowo-jonowa, silnik synchroniczny z magnesami trwałymi i urządzenie rozszerzające zasięg. Na końcu, podano inne czynniki mogące mieć wpływ na budowę strategii sterowania, np.: temperatura, hałas, itp. Wynikiem jest zestaw ograniczeń i wytycznych dla strategii sterowania. Drogą symulacji komputerowej wykazano, że strategia sterowania z dystrybucją okresów załączenia urządzenia rozszerzającego zasięg może poprawić sprawność układu napędowego i zredukować zużycie energii.

Słowa kluczowe

EN

plug-in hybrid; range extender; control strategy; linear generator

PL

układ plug-in; urządzenie rozszerzające zasięg; strategia sterowania; generator liniowy

• Wydawca: Instytut Pojazdów Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska
• Rocznik: 2015
• Tom: z. 3/103
• Strony: 77--86
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Krawczyk P.

• Institute of Heavy Machinery Engineering, Warsaw University of Technology

Bibliografia

• [1] Chlebis P., Tvordon M., Havel A., Baresova K.: Comparison of Standard and Fast Charging, Theoretical and Applied Electrical Engineering, 2014,Vol. 1, No 2, pp. 111-116,
• [2] Virsik R., Heron A.: Free piston linear generator in comparison to other range-extender technologies, Electric Vehicle Symposium 27, Barcelona, 2013.
• [3] Boldea I.: Flat Linear permanent Magnet Synchronous Motors, in Linear Electric Machines Drives, and MAGLEVs Handbook, Boca Ranton PA, CRC Press, 2013, ch. 12, pp. 287–328.
• [4] Krawczyk P., Sekrecki M., Liu Z., Kopczyński A.: Model symulacyjny generatora liniowego wzbudzanego magnesami trwałymi dla urządzenia rozszerzającego zasięg pojazdu elektrycznego, Logistyka, 2014, No 6, pp. 6006-6014,
• [5] Heron A., Rinderknecht F.: Comparison of Range Extender Technologies for Battery Electric Vehicles, 8th International Conference and Exhibition on Ecological Vehicles and Renewable Energies (EVER) , Monaco, 2013,
• [6] Mikalsen R., Roskilly A. P.: The control of a free-piston engine generator. Part 1: Fundamental analyses, Applied Energy, 2010, Vol. 87, No 4, pp. 1273-1280,
• [7] André M.: The ARTEMIS European driving cycles for measuring car pollutant emissions, Science of The Total Environment, 2004, Vol. 334-335, pp. 73-84,
• [8] Arczyński S.: Mechanika ruchu samochodu, Warszawa 1993, WNT,
• [9] Szumanowski A.: The Energy-power Requiriments for HEV Power Trains Modeling and Control, in Hybrid Electric Power Train Engineering and Technology: Modeling, Control, and Simulation, 2013, IGI Global, ch. 2, pp. 49–72,
• [10] Deskur J., Kaczmarek T., Zawirski K.: Automatyka napędu elektrycznego, Poznań 2012, Wyd. Politechniki Poznańskiej,
• [11] Szumanowski A.: Generic Models of Electric Machines Application in Hybrid Electric Vehicles Power Trains Simulations, in Hybrid Electric Power Train Engineering and Technology: Modeling, Control, and Simulation, 2013, IGI Global, ch. 4, pp. 107–156,
• [12] Szumanowski A., Chang Y.: Battery management system based on battery nonlinear dynamics modeling, IEEE Transactions on Vehicular Technology, 2008, Vol. 57, No 3, pp. 1425-1432,
• [13] Mikalsen R., Roskilly A. P.: The control of a free-piston engine generator. Part 1: Fundamental analyses, Applied Energy, 2010, Vol. 87, No 4, pp. 1273-1280,
• [14] Walker J.,Kamps T., Wood R.: The influence of start-stop transient velocity on the friction and wear behaviour of hyper-eutectic Al-Si automotive alloy, Wear, 2013, Vol. 306, pp. 206-218,
• [15] Gaines L., Rask E., Keller G.: Which Is Greener: Idle, or Stop and Restart? Comparing Fuel Use and Emissions for Short Passenger-Car Stops, TRB 92nd Annual Meeting Compendium of Papers, Washington DC, 2013,
• [16] Bhiwapurkar N.: Comparison of On-board Charging Strategies for Range-extender Hybrid Vehicles with Lead-Acid Batteries, Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC), Bejing, 2013.