In this paper, the fuel economy of plug-in type hybrid electric vehicle is investigated through simulation. For the simulation study, 2 shaft type parallel hybrid powertrain is chosen and its operation modes are described. The operation algorithm which yields operation points of minimal fuel cost is suggested. Dynamic model fur operation of HEV and simulation procedure is described. Simulation results of fuel economy is compared to non plug-in type HEV as well as conventional vehicle. With total driving distance of 37km and full usage of 2kwh of electric energy stored in battery pack, plug-in type HEV shows 28-30% improved fuel economy compared to non plug-in type HEV and 86-93% improved fuel economy compared to conventional vehicle.
Because of high oil prices and emission gas problems, many governments tighten regulation of fuel economy and emission gas. For Passenger car, there are many researches for plug-in hybrid electric vehicles and they are being manufactured. On the other hand, there are few researches for plug-in hybrid electric bus that is heavy commercial vehicle. In this study, analysis of fuel economy for series plug-in hybrid electric bus according to engine operation strategy based on simulation is conducted. Forward simulator is developed using Autonomie. Engine operation strategies consist on constant engine operation strategy and engine on/off operation strategy. Considering the engine operation strategy, results of vehicle speed, engine operating points and fuel economy are obtained and analyzed. As a result, engine on/off operation strategy has more advantage than constant engine operation strategy in terms of fuel economy.
Electric vehicles are taken a long time to charge and are restricted driving where charging infrastructure was not sufficiently constructed. The vehicle developed to solve these problems is a plug-in hybrid vehicle. It is possible to drive a certain distance by using electric motor and when the battery runs out, it operate the engine. Plug-in hybrid vehicle have a complicated structure and a lot of parts comparing a general vehicle because the electric parts and the internal combustion engine are installed together. Therefore, as the aging (mileage) of the plug-in hybrid vehicle, the influence which change of fuel consumption is expected to be larger than a general vehicle, but an experimental data are lacking. In this paper, we cumulate a mileage of the plug-in hybrid vehicle about 15,000 km and measured the fuel economy when the cumulated distance reached within 160 km, 6,500 km, 15,000 km respectively, by using domestic public test method. For measuring fuel economy of the vehicle, CD mode (driving distance on a single charge) which use only motor and the CS mode which operate motor and combustion engine were measured respectively. As a result, the fuel economy slightly increased at cumulated mileage of 6,500 km compared to the 160 km and the fuel economy of 15,000 km was similar to 160 km.
In order to develop the PHEV(plug-in hybrid electric vehicle), the specific power transmission systems considering the PHEV system characteristics should be applied. A PHEV applied to series-parallel type hybrid power transmission system is a typical example. In this paper, the novel hybrid power systems are proposed by analyzing the existing PHEV system. The backward simulation program is developed to analyze the fuel efficiency of hybrid power system. Quasi-static models for each components such as engine, motor, battery and vehicle are included in the developed simulation program. To obtain an optimal condition for hybrid systems, an optimization approach called the dynamic programming is applied. The simulation is performed in various driving cycles. A weakness for the existing system is found through the simulation. To compensate for a discovered weakness, novel hybrid power systems are proposed by adding or moving the clutch to the existing system. Comparing the simulation results for each systems, the improved fuel efficiency for proposed systems are verified.
환경친화적인 자동차 제조 방법에는 몇 가지 방법이 있다. 하이브리드 전기자동차는 가장 현실적인 방법일 것이다. 하이브리드 전기자동차는 내연기관과 전기장치의 두 가지 동력을 사용한다. 하이브리드 전기자동차는 연료소비와 배기가스 저감을 위해서 개발되었다. 저자들은 하이브리 전기자동차의 주요 동력원으로 디젤 기관을 선택했다. 테스트는 도심버스주행모드와 고속도로주행모드가 사용되었다. 본 연구는 직렬하이브리드 전기자동차, 병렬하이브리드 전기자동차, 플러그인 직렬 전기자동차와 플러그인 병렬 전기자동차에 따른 중형디젤 하이브리드 자동차의 연료경제성과 배기가스의 시뮬레이션의 결과를 제시하고 있다.
Gujarathi, Pritam K.;Shah, Varsha A.;Lokhande, Makarand M.
Advances in Energy Research
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제7권1호
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pp.35-52
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2020
The paper proposes a hybrid approach of artificial bee colony (ABC) and grey wolf optimizer (GWO) algorithm for multi-objective and multidimensional engine optimization of a converted plug-in hybrid electric vehicle. The proposed strategy is used to optimize all emissions along with brake specific fuel consumption (FC) for converted parallel operated diesel plug-in hybrid electric vehicle (PHEV). All emissions particulate matter (PM), nitrogen oxide (NOx), carbon monoxide (CO) and hydrocarbon (HC) are considered as optimization parameters with weighted factors. 70 hp engine data of NOx, PM, HC, CO and FC obtained from Oak Ridge National Laboratory is used for the study. The algorithm is initialized with feasible solutions followed by the employee bee phase of artificial bee colony algorithm to provide exploitation. Onlooker and scout bee phase is replaced by GWO algorithm to provide exploration. MATLAB program is used for simulation. Hybrid ABC-GWO algorithm developed is tested extensively for various values of speeds and torque. The optimization performance and its environmental impact are discussed in detail. The optimization results obtained are verified by real data engine maps. It is also compared with modified ABC and GWO algorithm for checking the effectiveness of proposed algorithm. Hybrid ABC-GWO offers combine benefits of ABC and GWO by reducing computational load and complexity with less computation time providing a balance of exploitation and exploration and passes repeatability towards use for real-time optimization.
In this paper, powertrain of output split type plug-in hybrid electric vehicle is analyzed for the operation range of speed, torque, and power. First, it is assumed that the efficiency of motor is 100%. And, the speed and torque equations are derived based on the lever analogy. With the above equations, the simulations are performed for the powertrain of output split type plug-in hybrid electric vehicle. From the simulation results, it is found that the output torques of EV1 and series modes are larger than the EV2 and power split modes' ones. It means the EV1 and series modes can be used for the rapid acceleration. But the EV1 and series modes can be used only the velocity of under the 120 km/h. It is because the motor reaches its maximum speed when the velocity is over the 120 km/h for the EV1 and series modes. When the engine is turned on, the engine power is transmitted through the two motors. But, the power split mode shows the power split of engine at the output shaft, and it has the point of zero motor power. Thus, the transmission efficiency of the power split mode can be higher than the series mode's one, it the motor efficiency is considered.
Virtual power plants can be regarded as systems that have entered the network after restructure of power systems. In fact, these plants are a set of consumers capable of consuming and generating power. In response to widespread implementation of plug-in hybrid electric vehicles, further investigation of energy management in this type of power plants seems to be of great value. In effect, these vehicles are able to receive and inject power from/into the network. Hence, study of the effects of these vehicles on management of virtual power plants seems to be illuminative. In this paper, management of power consumption/generation in virtual power plants has been investigated in the presence of hybrid electric vehicles. The objective function of virtual power plants problem management is to minimize the overall costs including not only the costs of energy production in power generation units, fuels, and degradation of batteries of vehicles, but also the costs of purchasing electricity from the network. Furthermore, the constraints on the operational of plants, loads and hybrid vehicles, level of penalty for greenhouse gas emissions ($CO_2$ and $NO_x$) produced by power plants and vehicles, and demand response to the immediate price of market have all been attended to in the present study. GAMS/Cplex software system and sample power system have been employed to pursue computer implementation and simulation.
플러그인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV)는 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV)의 일종으로, 배터리 용량을 HEV보다 더욱 증대시키고 배터리의 충전을 전력망으로부터 할 수 있도록 한 자동차이며, 순수 배터리 전기자동차(Plug-in Battery Electric Vehicle, PBEV)는 전력망으로부터 전기를 배터리에 충전하여 저장하고 배터리에 저장된 전기만을 이용하여 운전가능한 자동차이다. 최근에 PHEV와 PBEV에 대한 관심과 개발이 전세계적으로 급속하게 증가하고 있다. 그러므로 이들 전력망 충전식 전기자동차가 전력망의 전력수요에 미치는 영향을 검토하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 이들 PHEV와 PBEV 자동차의 보급으로 전력망의 전력수요, 이산화탄소 배출량과 차량구매자의 관점에서 운전비용에 미치는 영향을 분석하였다. 2020년경에 차량보급이 10%정도로 이루어질 것을 가정하여 영향을 분석하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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