能量管理的案例
【技術貼】AVL電動車能量管理仿真解決方案
背景
電動車能量管理是提高電動車整體效率、增加續駛里程的關鍵技術。此外，在實采路譜條件下電動車能量管理還可以對三電系統的工作條件進行詳細分析和優化，保障三電系統安全運行，避免其長時間運行在危險條件下，有效延長其使用壽命。電動車能量管理技術涉及動力傳動系統、三電熱管理系統、HVAC以及能量管理控制策略等多個領域。隨著人們對車輛性能，能耗以及舒適性要求的日益提高，車輛系統設計以及動力總成架構越來越復雜，系統變量也呈指數級增長。為了應對這些挑戰，在項目早期通過虛擬仿真技術搭建整車能量管理模型，在虛擬開發階段對不同部件進行合理匹配，對不同控制策略進行仿真優化，可以顯著降低開發成本和周期，提高開發質量。
2. AVL仿真解決方案
2.1基于CRUISE M的電動車能量管理建模與仿真
CRUISE M是一款車輛多學科的系統級仿真工具，CRUISE M仿真平臺專門設計用于車輛多物理系統的仿真，和高度靈活、多層次的建模方法相結合，同時集成了第三方工具的標準接口FMI，可以無縫的將發動機熱力循環、尾氣凈化裝置系統、新能源電氣化系統、冷卻和潤滑系統、車輛傳動系統、空調系統、余熱回收系統以及控制系統集成到統一的仿真平臺上。
基于CRUISE M可以搭建詳細的整車能量管理模型。對于電動車型，搭建相應的熱管理系統、電機及功率元件模塊、電池系統、HVAC系統、車輛和動力傳動系統以及控制系統模型，針對不同的環境條件及駕駛循環，研究熱管理系統工作性能，整車能量流分布，控制策略優化等內容。
展開 海洋能摩擦納米發電網絡的能量管理
發電機網絡經能量管理后的輸出性能和充電性能
a)對發電機網絡進行能量管理的原理示意圖；
b)經能量管理后，在縱向脈沖波作用下，發電機網絡在負載電阻上產生的輸出電壓；
c)能量管理后，給不同電容充電的電壓曲線；
d)電壓的直流分量與電阻的關系及電容上儲存能量與電容的關系；
e)給10mF電容器直接充電與能量管理后充電的電壓曲線比較。
圖5. 發電機網絡能量管理后的應用展示
1.a) 經能量管理后，在橫向正弦波作用下，發電機網絡驅動數字溫度計的照片；
2.b) 能量管理后的發電機網絡驅動數字溫度計時的電壓曲線；
3.c) 經能量管理后，在橫向正弦波作用下，發電機網絡驅動無線發射器發射信號報警的照片；
4.d) 能量管理后的發電機網絡驅動無線發射器時的電壓曲線。
【結論】
綜上所述，作者基于耦合彈簧及多層結構的球形摩擦納米發電機單元制備了納米發電機網絡，并與能量管理模塊有效地集成。在橫向正弦、橫向脈沖和縱向脈沖波三種類型水波中研究了水波頻率和振幅對發電網絡輸出性能的影響。在縱向脈沖波中發電網絡產生的最高輸出為270 μA, 354 V, 12.20 mW (對應于3.33 W m-3)。經過能量管理，發電機網絡能在負載電阻上輸出平穩持續的電壓，給電容充電時儲存能量提高了96倍，并能持續驅動溫度計測量水溫，且每10秒鐘驅動無線發射器發射信號一次。這些結果顯示了能量管理后發電機網絡的性能有了很大的改進，展示了藍色能源應用的巨大前景。
展開 【技術貼】AVL CRUISE M整車能量管理應用流程
第四步：整車能量管理系統耦合仿真
整車能量管理關注的是整車層級的經濟性，需要將各個系統連接起來（機械、電氣、熱、控制），實現整車能量管理系統的完整建模，如下圖為純電動車完整的能量管理模型，基于此模型，可以仿真分析系統級的能耗，開展能量流分析，從而從整車經濟性角度進行分析和優化。
第五步：系統優化及DOE
AVL CRUISE M自帶兩種優化工具DOE和Optimization，可以將關鍵KPI（如高低溫續航、百公里電耗）設置為目標，將需要優化的參數設為變量，進行自動尋優：
· 常用的優化和DOE內容
①主減速比 ②部件優化 ③壓縮機和泵性能map優化 ④能量回收控制邊界，如回收強度
⑤熱管理控制邊界，如閥開啟關閉的溫度 ⑥管路支持或節流口大小控制參數
展開 【仿真報告】基于AMESim 的插電式并聯混合動力汽車能量管理策略仿真分析
[1]韓懿,高曉梅.基于AMESim的插電式并聯混合動力汽車能量管理策略仿真分析[J].交通節能與環保,2020,16(01):5-9.
摘要：
為了縮短混合動力汽車開發時間，減少開發成本，本文以插電式并聯混合動力汽車為研究對象，針對設計指標進行動力系統參數匹配以及使用AMESim 軟件搭建了整車模型，然后設計了基于門限值的能量管理策略并使用AMESim 軟件中的Signal，Control 庫進行搭建。之后對已搭建完成的車輛進行動力性經濟性仿真分析，其中經濟性分析是在NEDC 工況下進行的，驗證了本文所搭建策略和整車模型的正確性和可行性。
0 引言
在當今社會能源危機與環境污染的背景下，傳統汽車工業受到了一定的沖擊。控制汽車尾氣排放已經成為了汽車生產廠商以及社會各界迫在眉睫、亟需解決的一項任務[1]。在純電動汽車由于動力電池技術瓶頸無法在短時間內獲得突破及其配套基礎設施尚未普及的情況下，混合動力汽車成為當下發展的首選。
插電式混合動力電動汽車是指可以利用電網對動力電池進行充電的混合動力汽車，它集合了傳統內燃機汽車和純電動汽車的優點，是目前混合動力技術發展的趨勢之一[2]。而混合動力汽車的動力系統部件參數與控制策略參數決定了整車的燃油經濟性及排放性能，尤其能量管理策略作為混合動力汽車的核心，決定了整車的工作狀態及車輛內部的能量分配[3]
本文以某款車型為例，使用AMESim 軟件對能量管理策略以及整車模型進行設計和搭建，并對整車的動力性和經濟性進行分析，以驗證所設計搭建的能量管理策略和整車模型的正確性及可行性。
展開 
智能算法純電混合動力汽車能量管理
功率流向如下圖，
4.制動能量回收下模式:
汽車在減速運動狀態下,驅動電機迅速切換為發電機，并將所產生的電力存儲在混合動力中，儲存在混合動力中的電量由能量管理系統對其進行分類、整合和再分配，此電量會優先滿足超級電容的需求，只有在超級電容SOC值處于飽和狀態時，才會將剩余電量向動力鋰電池中傳輸并存儲其中。
— 西門子整車能量管理（VEM）試驗中心
為了幫助汽車制造商們生產出省油的車，西門子在法國里昂專門建立了一座先進的整車能量管理（VEM）試驗中心。
這可是全球首座將整車級別的先進測試解決方案與物理仿真相結合的試驗基地。到底有多高大上？戳視頻去感受一下吧↓↓
“高大上”的配置
看過視頻，相信您已經了解到，這座高大上的試驗中心配置相當高：
四輪、主軸驅動測功機，可以測量大型轎車和SUV的轉矩；
溫度可控的環境倉，測試范圍從-7℃到45℃；
5自由度機器人，可以操控手動和自動擋的汽車擋桿，實現高精度跟隨預設條件；
多重物理量測試系統，用于從不同的物理領域獲取能量流；
測量與后處理功能，可以將測量數據轉化為能量流map圖。
試驗中心牛在哪兒？
有了上述法寶，西門子VEM試驗中心就可以為車輛油耗分布做一個全面的“CT檢查”，西門子專家團隊依據這些數據會給出各種改進油耗的措施，并預測對應的效果。同時，實驗中心還能幫助汽車制造商達到整車性能的最優平衡，讓汽車測試結果事半功倍。
1
為燃油經濟性設定基準和目標
提高燃油經濟性有利于車輛節能，卻往往會影響車輛的舒適性和耐久性。要想獲得良好均衡的整體性能，需要在開發過程中將系統目標設定為一個整體。西門子VEM實驗中心會幫助客戶分析最具競爭力的先進汽車，并評估現有產品的改進潛力，以制定最具挑戰性又可實現的設計目標。
展開 整車能量管理VEM解決方案和多屬性協平衡技術會議資料
整車能量管理VEM解決方案和多屬性協平衡技術會議資料
資料百度網盤地址：http://pan.baidu.com/s/1sjPZaDB
AMESim解決方案介紹之在汽車能量管理策略（Vehicle Energy Management）
AMESim解決方案介紹之在汽車能量管理策略（Vehicle Energy Management）
AMESim_Solution_for_VEM.part1.rar
AMESim_Solution_for_VEM.part2.rar
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【ATC會議】徐向陽《純電動重型商用車雙電機電驅總成（eDMT）能量管理策略》等
編者：
今天是【ATC會議】資料連載的最后一天，有兩篇資料分享給大家：
徐向陽《純電動重型商用車雙電機電驅總成（eDMT）能量管理策略》等
高炳釗《電動汽車動力傳動系統發展趨勢》
02
高炳釗
電動汽車動力傳動系統發展趨勢
免費網絡課程 | 新能源汽車能量流管理測試與分析
培訓內容
對新能源汽車各系統及部件的
能量消耗研究，能掌握整車在整個
運行工況下能量損失的流向問題；同時可以對
能量回收、
控制策略的調整以及
整車能量流動的優化工作提出有效指導建議。
此次在線研討會將圍繞新能源汽車能量流管理測試與分析展開，包含以下內容：
能量分析的趨勢與挑戰
能量流分析的基本思路
能量流分析的解決方案
能量流測試的案例分析
培訓時長
1小時
課程對象
電驅電控測試工程師，電驅電控研發人員
培訓時間
5月27日（周三）下午14:00-15:00PM
主講講師簡介
李勇，2010加入HBM公司
現擔任HBK公司亞太區EPT銷售拓展經理
特邀嘉賓：
耿沖博士，M-Stars公司，總經理
20年 汽車性能工作經驗
3年 北京理工大學研究扭轉振動
4年 LMS ES部，項目經理
6年 西門子ES部，中國區經理
費用：免費
備注
培訓將通過網絡授課的方式進行，請自備具備上網條件的電腦
報名方式
點擊即刻
在線報名；或掃描下方二維碼進入報名。
展開 儲能系統的“神經中樞”
一、從概念來看EMS和BMS哪里不一樣
EMS是儲能的能源管理系統，它一般是指針對鋰電池儲能電站推出的調控一體化能量管理系統，實現了實時監控、診斷預警、全景分析、高級控制功能，滿足運行監視全面化、安全分析智能化、全景分析動態化的需求，保證儲能電站安全、可靠、穩定運行。
EMS（Energy Management System，能量管理系統），是儲能系統的決策中樞，充當 “整個神經系統”的角色。能量管理系統包括電網級能量管理系統和微網級能量管理系統，儲能系統中提到的EMS一般指微電網級。
BMS是Battery Management System的縮寫，意思為電池管理系統。BMS作為電池管理的決策系統，我把它比喻為儲能系統的大腦，EMS一般作為儲能系統與更上一層（如電網）信息系統交互的樞紐。EMS能源管理系統適用于儲能站、微電網、新能源儲能一體化等類型項目的系統監控、功率控制及能量管理的監控系統，實現對儲能電站BMS和PCS的集中監控，統一操作、維護、檢修和管理，實現故障的快速切除、在負荷高峰時緩解電網壓力、降低電網運行成本、提高經濟效益。
儲能系統通過BMS參與對儲能電池的決策與管理，BMS擔任儲能系統中的感知角色，主要功能是監控電池儲能單元內各電池運行狀態，保障儲能單元安全運行。儲能系統通過EMS參與電網 調度、虛擬電廠調度、“源網荷儲”互動等。一個管儲能系統的“內政”，一個管儲能系統的“外交”。
二、EMS的架構和BMS的架構不同
EMS的架構主要包括設備層、通訊層、信息層和應用層。
展開 
燃料電池汽車整車控制策略設計
3燃料電池車整車控制策略設計
燃料電池電動車的整車控制系統實現的主要功能:駕駛員需求信息識別、動力系統的工作狀態控制、燃料電池系統的啟停控制、多能源能量管理功率分配控制、CAN網絡通信及系統故障診斷等，見圖2。
整車控制系統(VCU)作為上層控制單元負責協調動力子系統的運行，采集駕駛員控制輸入信號，向各子控制系統發送控制指令，動力系統各子控制器的主要功能是接收整車控制器的指令，控制相應部件動作，并向整車控制器反饋部件的狀態信息。整車控制系統的核心是能量管理。
在驅動模式下，能量管理系統對燃料電池和蓄電池的能量流動進行合理有效的分配，在滿足汽車功率需求的同時，提高整車的燃料經濟性。在制動模式下，蓄電池充電電流允許的情況下，能夠有效地回收制動能量，提高整車能量利用率。VMS通過輸入信號分析駕駛員意圖，做出扭矩需求的解釋，隨后根據動力系統部件的當前狀況對駕駛員的扭矩需求進行限制，最后再根據車輛的當前工作狀態選擇合適的工作模式，并應用該模式下的能源管理策略，對系統進行控制。
VMS在這個過程中的控制策略決定了燃料電池車的動力性能，燃料經濟性，以及動力系統關鍵部件的壽命。因此控制策略需要完成以下幾點的任務：
(1)駕駛員需求解釋模塊。負責對駕駛員的加速踏板、剎車踏板開度信號進行分析，對系統解釋駕駛員的扭矩需求。
(2)將駕駛員的意圖轉化為動力系統的扭矩的需求，由電機轉化為真實的扭矩輸出。
(3)根據實際的能量需求，通過能量分配模塊，將能量的需求在燃料電池和動力電池系統之間合理地分配，保證較高的燃料經濟性。
(4)通過能量管理模塊的合理分配，調整蓄電池適當地充電和放電，對蓄電池的SOC進行管理，使其保持在合適的范圍內。
(5)對動力系統關鍵部件的負載進行限制，保證該部件的壽命及安全性。
展開 電動汽車能量流仿真分析
在整車開發的早期階段、測試條件還不具備時，利用系統仿真工具進行整車水平的能量管理分析對于整車開發具有重要意義。工程師可以通過這樣的整車能量管理模型，以很低的成本，在開發早期就可以進行硬件的匹配和控制策略的標定，滿足續航、電池溫度、駕駛艙溫度等的設計要求。
整車能量管理仿真是一個典型的多物理集成仿真。針對電動車，其能量形式相對于其他新能源汽車較為簡單，它包含了化學能、電能、機械能以及內能之間的轉化和傳遞。電動車只有一個能量來源，即鋰電池的化學能。在放電過程中，鋰電池存儲的化學能轉化為電能，電能經過驅動電機轉化為機械能，機械能再經過傳動系統傳遞至車輪，進而推動車輛前進。在每一種能量的傳遞過程中以及不同能量形式的轉化過程中，都存在一定的能量消耗，如電池、電機以及一些機械部件的發熱等。除此之外，還有一些能量存儲在系統中，如儲存在運動部件中的動能、由于溫度變化而導致的內能的變化。
本文將基于一個詳細的電動車整車能量管理模型，分別在夏季（環境溫度30℃，駕駛艙溫度目標為21℃）和冬季（環境溫度-10℃,駕駛艙溫度目標為25℃），進行NEDC循環的能量流分析，并分析了一些關鍵部件和附件的能耗。
1整車模型介紹
GT-SUITE是一款世界領先的多物理系統仿真工具，在新能源汽車領域得到了廣泛地使用。本文首先基于GT-SUITE搭建該電動車的整車能量管理模型。如圖1所示，該整車系統的電池冷卻形式為水冷，共由5個流體回路組成：高低溫兩個冷卻回路、間接制冷劑回路、駕駛艙空氣回路、動力艙空氣回路。工作原理為：
1)控制系統通過環境溫度來判斷電池冷卻采用高溫（HT）回路還是低溫（LT）回路。
展開 保時捷攜手Ansys助推99X Electric在E級方程式中獲歷史性勝利
“保時捷賽車運動部門依靠Ansys技術大幅改善能量管理，進而在墨西哥城E-Prix比賽中獲得勝利”
關于保時捷電動方程式比賽
在時隔30多年后，保時捷于2019年憑借保時捷99X Electric重返開放式單座賽車領域，并在沙特阿拉伯利雅得省迪里耶舉行的賽季揭幕戰中首次登場，成功奪得第二名的好成績。這款全電動賽車搭載了Weissach開發的保時捷電動高性能動力總成，同時也可作為這家跑車制造商的全電動量產車型開發平臺。能量管理和效率對于電動方程式賽車取得勝利和量產汽車開發至關重要。在2021/2022賽季，99X Electric在排位賽模式下的最大輸出功率為250 kW，在正賽模式下的最大輸出功率為220 kW（上賽季為200 kW）。在攻擊模式下，輸出功率會提升至250 kW（上賽季為235 kW），最大能量回收功率為250 kW；可用電池容量為52 kWh。泰格豪雅保時捷電動方程式車隊迎來了保時捷99X Electric的第三個賽季。
如欲了解更多信息，敬請訪問：media.porsche.com/formulae
展開 車輛NVH、耐久性、整車燃油經濟性仿真與試驗技術交流會
會議信息：
日期：2015年9月16日（周三）
時間：上午半場 09:30-12:00（09:00-09:30簽到） — NVH及耐久性試驗最新技術及應用
下午半場 14:00-17:00（13:30-14:00簽到） — 全新的整車經濟性動力性開發方法
地點：上海光大會展中心國際大酒店 一樓 光韻3號廳（徐匯區漕寶路66號）
費用：免費
報名截止日期：9月13日
主要內容：（請選擇您感興趣的專題參加）
上午專題：NVH及耐久性試驗最新技術及應用 09:30-12:00
通過噪聲法規標準和測試
利用聲源遮掩技術分離通過噪聲貢獻源
動力總成測試新進展
LMS耐久性測試整體解決方案
下午專題：全新的整車經濟性動力性開發方法 14:00-17:00
潛在的節能減排措施的性價比及整車能量管理的基本概念
整車能量管理的方法
整車能量管理的流程
http://app.siemensplmevents.com/e/es.aspx?s=955&e=2667816&elq=828c6a5157eb4812bfd46d019181b2c2
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