Luận án Nghiên cứu các phương pháp điềuc khiển năng lượng cho hệ thống nguồn lai ắc quy - Siêu tụ điện trong ô tô điện

 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 
BÙI ĐĂNG QUANG 
NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP 
ĐIỀU KHIỂN NĂNG LƯỢNG CHO HỆ THỐNG 
NGUỒN LAI ẮC QUY - SIÊU TỤ ĐIỆN 
TRONG Ô TÔ ĐIỆN 
Ngành: Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa 
Mã số: 9520216 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ 
KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA 
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 
PGS.TS. Tạ Cao Minh 
Hà Nội – 2020 
i 
LỜI CAM ĐOAN 
Tôi xin cam đoan rằng các kết quả khoa học được trình bày trong luận án này là thành 
quả nghiên cứu của bản thân tôi trong suốt thời gian làm nghiên cứu sinh dưới sự hướng dẫn 
khoa học của PGS.TS. Tạ Cao Minh và chưa từng xuất hiện trong công bố của các tác giả khác. 
Các kết quả đạt được là chính xác và trung thực. 
Hà Nội, ngày   tháng   năm 2020 
Người hướng dẫn khoa học 
PGS.TS. Tạ Cao Minh 
Tác giả luận án 
Bùi Đăng Quang 
ii 
LỜI CẢM ƠN 
Trước tiên, tôi xin bày tỏ sự biết ơn sâu sắc của tôi tới thầy hướng dẫn PGS.TS. Tạ Cao 
Minh người luôn đứng bên tôi với sự kiên nhẫn và uyên bác về chuyên môn luôn động viên và 
giúp đỡ tôi những lúc khó khăn nhất. 
Tôi xin cảm ơn các bạn bè, đồng nghiệp và anh chị em nghiên cứu sinh ở Viện Kỹ thuật 
Điều khiển và Tự động hóa, Bộ môn Tự động hóa Công nghiệp, Viện Điện và Trung tâm 
Nghiên cứu Ứng dụng và Sáng tạo công nghệ đã luôn động viên và tạo điều kiện cho tôi cũng 
như góp ý trong suốt quá trình nghiên cứu. Trong quá trình làm nghiên cứu sinh, mỗi dịp báo 
cáo sáu tháng hay báo cáo chuyên môn hàng tháng của nghiên cứu sinh ở cả hai đơn vị Bộ môn 
Tự động hóa Công nghiệp và Viện Điện Viện Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa, tôi luôn 
nhận được sự góp ý và đánh giá của những người thầy khả kính. Tôi xin đặc biệt gửi lời cảm 
ơn tới các thầy PGS.TS. Bùi Quốc Khánh, PGS.TS. Nguyễn Văn Liễn, PGS.TS. Trần Trọng 
Minh, PGS.TS. Nguyễn Quang Địch và GS.TSKH. Nguyễn Phùng Quang đã có những phản 
biện sắc sảo, những góp ý đáng quý về mặt chuyên môn cũng như trình bày những khi tôi báo 
cáo khoa học. Nhưng góp ý này đã giúp tôi rất nhiều trong suốt quá trình nghiên cứu. Cám ơn 
các bạn Vũ Hoàng Phương, Võ Duy Thành, Đào Phương Nam, Nguyễn Văn Quyền (Bộ môn 
Cơ học ứng dụng, Viện cơ khí), Nguyễn Bảo Huy, Nguyễn Duy Đỉnh, Nguyễn Văn Hùng đã 
kiên nhẫn cùng tôi trao đổi chuyên môn để tôi có thể có những cái nhìn khách quan hơn trong 
việc giải quyết các vấn đề khúc mắc. 
Quan trọng nhất, tôi xin cảm ơn gia đình. Con cám ơn bố mẹ luôn ở bên con để động 
viên và ủng hộ con. Cám ơn vợ đã thông cảm cho mình trong những hôm đi sớm về khuya mà 
không một lời than phiền. Cám ơn hai thiên thần nhỏ bé của bố đã tiếp thêm sức cho bố vững 
bước đi trên con đường nghiên cứu đã rất dài và vẫn còn rất dài. 
Cuối cùng, sau khi viết quyển luận án này, tôi nhìn lại chặng đường nghiên cứu thì tôi 
mới thấy tôi nên cám ơn rất nhiều người, nên trong lời cảm ơn này nếu tôi có bỏ sót ai thì kính 
mong người đó thông cảm bỏ qua cho tôi. 
iii 
MỤC LỤC 
LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................................. i 
LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................................... ii 
MỤC LỤC ...................................................................................................................... iii 
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ............................................................ vi 
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU .............................................................................. vi 
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ................................................................... vii 
DANH MỤC BẢNG .......................................................................................................... viii 
DANH MỤC HÌNH VẼ ....................................................................................................... ix 
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................... 1 
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG TRONG Ô TÔ ĐIỆN ........... 3 
1.1 Khái quát về đối tượng nghiên cứu ............................................................... 3 
1.1.1 Phân loại ô tô điện và các ưu điểm và nhược điểm của ô tô điện ............. 3 
1.1.2 Khái quát về các thiết bị lưu trữ năng lượng sử dụng trên EVs ............... 7 
1.2 Cấu trúc của EVs .......................................................................................... 9 
1.2.1 Động cơ sử dụng trên EVs ..................................................................... 9 
1.2.2 Cấu trúc hệ thống lưu trữ năng lượng ................................................... 12 
1.2.3 Các bộ biến đổi công suất..................................................................... 17 
1.2.4 Bộ điều khiển trung tâm ....................................................................... 20 
1.3 Các phương pháp quản lý năng lượng trong ô tô điện ................................. 21 
1.3.1 Các phương pháp dựa trên luật điều khiển ............................................ 21 
1.3.2 Các phương pháp tối ưu ....................................................................... 24 
1.4 Mục tiêu nghiên cứu và giới hạn nội dung nghiên cứu ................................ 26 
1.4.1 Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................ 26 
1.4.2 Giới hạn nội dung nghiên cứu .............................................................. 27 
1.4.3 Phương pháp nghiên cứu ...................................................................... 29 
1.4.4 Kết quả dự kiến .................................................................................... 30 
Chương 2: MÔ HÌNH HÓA VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG TRONG Ô 
TÔ ĐIỆN ..................................................................................................................... 31 
2.1 Mô hình hóa động lực học ô tô điện ............................................................ 31 
2.2 Mô hình hóa động cơ .................................................................................. 35 
2.3 Mô hình hóa ắc quy .................................................................................... 37 
2.4 Mô hình hóa siêu tụ điện ............................................................................ 39 
iv 
2.5 Mô hình hóa bộ DC-DC ............................................................................. 43 
2.6 Mô phỏng hệ thống sử dụng phương pháp biểu diễn EMR .......................... 49 
2.7 Kết luận chương: ........................................................................................ 54 
Chương 3: THIẾT KẾ CÁC BỘ ĐIỀU KHIỂN CHO HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG 
TRONG Ô TÔ ĐIỆN ............................... 56 
3.1 Điều khiển dòng năng lượng cho ô tô điện theo tần số ................................ 56 
3.1.1 Lý thuyết Ragone - cơ sở lựa chọn tần số cắt ........................................ 56 
3.1.2 Một số công bố về áp dụng phương pháp điều khiển dựa trên tần số cho 
quản lý năng lượng trên ô tô điện ................................................................................ 58 
3.1.3 Thiết kế bộ điều khiển năng lượng dựa trên tần số ................................ 58 
3.1.4 Mô phỏng hệ thống sử dụng bộ điều khiển năng lượng dựa trên tần số . 59 
3.1.5 Đánh giá kết quả .................................................................................. 64 
3.2 Điều khiển dòng năng lượng cho ô tô điện bằng phương pháp điều khiển mờ . 
 ................................................................................................................... 64 
3.2.1 Khái niệm bộ điều khiển mờ ................................................................ 65 
3.2.2 Một số công bố về áp dụng điều khiển mờ cho quản lý năng lượng trên ô 
tô điện ............................................................................................................ 65 
3.2.3 Thiết kế bộ điều khiển mờ cho quản lý năng lượng .............................. 66 
3.2.4 Mô phỏng hệ thống sử dụng bộ điều khiển mờ ..................................... 70 
3.2.5 Đánh giá kết quả .................................................................................. 73 
3.3 Thiết kế bộ điều khiển mờ kết hợp bộ lọc thông thấp .................................. 74 
3.4 Điều khiển dòng năng lượng cho ô tô điện bằng phương pháp quy hoạch động
 ................................................................................................................... 79 
3.4.1 Lý thuyết phương pháp quy hoạch động ............................................... 79 
3.4.2 Một số công bố về áp dụng phương pháp quy hoạch động cho quản lý năng 
lượng trên ô tô điện ..................................................................................................... 80 
3.4.3 Triển khai phương pháp quy hoạch động cho quản lý năng lượng trên ô tô 
điện ............................................................................................................ 82 
3.4.4 Đánh giá kết quả .................................................................................. 89 
3.5 Giải bài toán tối ưu đơn mục tiêu bằng phương pháp biến phân .................. 90 
3.6 Kết luận ...................................................................................................... 98 
Chương 4: XÂY DỰNG MÔ HÌNH MÔ PHỎNG THỜI GIAN THỰC CHO HỆ THỐNG 
NĂNG LƯỢNG TRONG Ô TÔ ĐIỆN.............................................................................. 100 
4.1 Khái niệm mô phỏng thời gian thực trong ngành công nghiệp ô tô ............ 100 
4.2 Phân loại mô phỏng HIL trong các hệ thống có sử dụng truyền động điện 100 
4.3 Xây dựng hệ thống mô phỏng HIL cấp tín hiệu (Signal level HIL simulation) 
trên cơ sở bộ HIL 402 của hãng Typhoon ...................................................................... 102 
v 
4.4 Xây dựng mô hình mô phỏng HIL thu nhỏ (Reduced-Scale HIL Simulation) .. 
 ................................................................................................................. 108 
4.5 Kết luận: ................................................................................................... 117 
KẾT LUẬN ................................................................................................................... 118 
Các đóng góp của luận án .................................................................................. 118 
Các hạn chế của luận án .................................................................................... 118 
Hướng nghiên cứu tiếp theo ............................................................................... 119 
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN ............................... 120 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 122 
vi 
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU 
Ký hiệu Đơn vị Ý nghĩa 
Ft N Lực phát động 
FΣ N Lực cản tổng 
FI N Lực quán tính 
Frr N Lực cản lăn 
Fwind N Lực cản gió 
FG N Lực trọng trường 
g m/s2 Gia tốc trọng trường 
α rad Góc nghiêng của đường so với phương ngang 
M kg Trọng lượng xe 
v m/s Tốc độ xe
v' m/s2 Gia tốc xe 
ωM rad/s Vận tốc góc động cơ 
vwind m/s Tốc độ gió 
ρ kg/m3 Mật độ không khí 
crr Hệ số cản lăn 
Cd Hệ số khí động học của xe 
Af m2 Diện tích cản gió 
vwind m/s Tốc độ gió 
r m Bán kính bánh xe 
PM kW Công suất động cơ 
Pyc kW Công suất yêu cầu 
i Tỷ số truyền lực chính 
TΣ Nm Mô men cản tổng 
TM Nm Mô men động cơ quy về bánh xe phát động 
Kb Hằng số sức điện động 
Kt Hằng số mômen 
vii 
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 
Chữ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt 
ICEVs Internal combustion engine vehicles 
Ô tô truyền thống (ô tô sử dụng động 
cơ đốt trong) 
EVs Electric Vehicles Ô tô thuần điện sử dụng ắc quy 
HEVs Hybrid Electric Vehicles Ô tô sử dụng động cơ lai xăng điện 
FCEVs Fuel Cell Electric Vehicles Ô tô thuần điện sử dụng fuel cell 
EHB Electrical Hybrid Boat Tàu thủy sử dụng động cơ lai xăng điện 
ESS Energy Storage System Hệ thống lưu trữ năng lượng 
HESS Hybrid Energy Storage System Hệ thống lưu trữ năng lượng lai 
SC Supercapacitor Siêu tụ 
SoC State-of-Charge Trạng thái nạp 
EMR Energetic Macroscopic Representation Biểu diễn vĩ mô năng lượng 
DoD Depth of Discharge Độ sâu phóng 
IPM Interior Permanent Magnet Motor 
Động cơ đồng bộ kích thích vĩnh cửu 
nam châm chìm 
EM Energy Management Quản lý năng lượng 
DP Dynamic Programming Quy hoạch động 
PMP Pontryagin’s Minimum Principle Nguyên lý cực đại Pontryagin 
HIL Hardware in the loop simulation Mô phỏng thời gian thực 
LPF Low-Pass Filter Bộ lọc thông thấp 
MPC Model Predictive Control Điều khiển dự báo 
OCV Open-Circuit Voltage Điện áp hở mạch 
viii 
DANH MỤC BẢNG 
Bảng 1.1: Bảng các tham số của chu trình ECE. .................................................................. 27 
Bảng 2.1: Bảng tra hệ số lực cản lăn [79] ........................................................................... 32 
Bảng 2.2: Bảng tra hệ số khí động học của ô tô [79] ............................................................ 34 
Bảng 2.3: Bảng các tham số của xe ô tô điện i-MiEV. ......................................................... 34 
Bảng 2.4: Thông số kỹ thuật động cơ IPM trên ô tô i-MiEV ................................................ 36 
Bảng 3.1: Đánh giá chất lượng dòng điện của phương pháp điều khiển dòng năng lượng cho ô 
tô điện theo tần số ............................................................................................................... 64 
Bảng 3.2. Bảng suy luận mờ ................................................................................................ 69 
Bảng 3.3: Đánh giá chất lượng dòng điện của phương pháp điều khiển dòng năng lượng cho ô 
tô điện theo tần số ............................................................................................................... 73 
Bảng 3.4: Kết quả các phương pháp quản lý năng lượng: Mờ, dựa theo tần số và kết hợp ... 78 
Bảng 3.5. Tham số hệ thống ................................................................................................ 84 
Bảng 3.6: Đánh giá chất lượng dòng điện của phương pháp biến phân với phương pháp quy 
hoạch động theo hướng rời rạc hóa và các các phương pháp dựa trên luật điều khiển .......... 98 
ix 
DANH MỤC HÌNH VẼ 
Hình 1.1. Các cấu trúc truyền động của ô tô lai [2] ......................................................... 4 
Hình 1.2. Fuel cell ......................................................................................................... 5 
Hình 1.3. Ô tô điện Misubishi iMiEV (ra mắt tháng 7 năm 2009)................................... 6 
Hình 1.4. Ô tô điện Nissan Leaf (ra mắt tháng 12 năm 2010) ......................................... 6 
Hình 1.5. Xe Tesla Model X P100D (ra mắt tháng 8 năm 2016) ... mization: 
Springer, 2011. 
[42] F. Lu, H. Zhang, and C. Mi, "A Two-Plate Capacitive Wireless Power Transfer System 
for Electric Vehicle Charging Applications," IEEE Transactions on Power Electronics, 
vol. 33, pp. 964-969, 2018. 
[43] C. Mi and M. A. Masrur, "Wireless Power Transfer for Electric Vehicle Applications," 
in Hybrid Electric Vehicles: Principles and Applications with Practical Perspectives, 
Second Edition ed: John Wiley & Sons Ltd, 2017. 
[44] L. Suna, D. Maa, and H. Tanga, "A review of recent trends in wireless power transfer 
technology and its applications in electric vehicle wireless charging," Renewable and 
Sustainable Energy Reviews, vol. 91, pp. 490-503, 2018. 
[45] V. H. Johnson, K. B. Wipke, and D. J. Rausen, "HEV control strategy for real-time 
optimization of fuel economy and emissions," SoCiety of Automotive Engineers 
Transactions, vol. 109, pp. 1677-1690, 2000. 
[46] P. Garcia, L. M. Fernandez, C. A. Garcia, and F. Jurado, "Energy Management System 
of Fuel-Cell-Battery Hybrid Tramway," IEEE Transactions on Industrial Electronics, 
vol. 57, pp. 4013-4023, 2010. 
[47] Y. Kim, A. Salvi, J. B. Siegel, Z. S. Filipi, A. G. Stefanopoulou, and T. Ersal, 
"Hardware-in-the-loop validation of a power management strategy for hybrid 
powertrains," Control Engineering Practice, vol. 29, pp. 227-286, 2014. 
[48] A. Florescu, S. Bacha, I. Munteanu, A. I. Bratcu, and A. Rumeau, "Adaptive frequency-
separation-based energy management system for electric vehicles," Journal of Power 
Sources, vol. 280, pp. 410-421, 2015. 
[49] T. Mesbahi, F. Khenfri, N. Rizoug, P. Bartholomeus, and P. L. Moigne, "Combined 
Optimal Sizing and Control of Li-Ion Battery/Supercapacitor Embedded Power Supply 
Using Hybrid Particle Swarm–Nelder–Mead Algorithm," IEEE Transactions on 
Sustainable Energy, vol. 8, pp. 59-73, 2017. 
 125 
[50] M. B. Camara, A. Payman, and B. Dakyo, "Energy Management based on Frequency 
Approach in an Electrical Hybrid Boat," presented at the 2016 International Conference 
on Electrical Systems for Aircraft, Railway, Ship Propulsion and Road Vehicles & 
International Transportation Electrification Conference (ESARS-ITEC), Toulouse, 
France, 2016. 
[51] E. Schaltz, A. Khaligh, and P. O. Rasmussen, "Influence of Battery/Ultracapacitor 
Energy-Storage Sizing on Battery Lifetime in a Fuel Cell Hybrid Electric Vehicle," 
IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 58, pp. 3882-3891, 2009. 
[52] N. J. Schouten, M. A. Salman, and N. A. Kheir, "Fuzzy Logic Control for Parallel 
Hybrid Vehicles," IEEE Transactions on Control Systems Technology, vol. 10, pp. 460-
468, 2002. 
[53] H.-D. Lee and S.-K. Sul, "Fuzzy-Logic-Based Torque Control Strategy for Parallel-
Type Hybrid Electric Vehicle," IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 45, 
pp. 625-632, 1998. 
[54] E.-S. Koo, H.-D. Lee, S.-K. SUI, and J.-S. Kim, "Torque control strategy for a parallel-
hybrid vehicle using fuzzy logic," IEEE Industry Applications Magazine, vol. 6, pp. 1-
38, 2000. 
[55] H. Yin, W. Zhou, C. Zhao, M. Li, and C. Ma, "An Adaptive Fuzzy Logic Based Energy 
Management Strategy on Battery/Ultracapacitor Hybrid Electric Vehicles," IEEE 
Transactions on Transportation Electrification, vol. 2, pp. 300 - 311, 2016. 
[56] M. K. Dayeni, A. Macias, C. e. D´epature, L. ı. Boulon, S. Kelouwani, and H. Chaoui, 
"Real-Time Fuzzy Logic Strategy Scheme for Energetic Macroscopic Representation 
of a Fuel Cell/Battery Vehicle," in 2017 IEEE Vehicle Power and Propulsion 
Conference (VPPC), Belfort, France, 2017. 
[57] J. Moreno, J. Dixon, and M. Ortúzar, "Energy-management system for a hybrid electric 
vehicle, using ultracapacitors and neural networks," EEE Transactions on Industrial 
Electronics, vol. 53, pp. 614-623, 2006. 
[58] Y. L. Murphey, J. Park, L. Kiliaris, M. L. Kuang, M. A. Masrur, A. M. Phillips, et al., 
"Intelligent Hybrid Vehicle Power Control—Part II: Online Intelligent Energy 
Management," IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 62, pp. 69-79, 2013. 
[59] Y. L. Murphey, J. Park, Z. Chen, M. L. Kuang, M. A. Masrur, and A. M. Phillips, 
"Intelligent Hybrid Vehicle Power Control—Part I: Machine Learning of Optimal 
Vehicle Power," IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 61, pp. 3519-3530, 
2012. 
[60] N. D. Phuoc, Tối ưu hóa trong điều khiển và điều khiển tối ưu: Nhà xuất bản Bách 
Khoa, 2015. 
[61] Z. Chen, C. C. Mi, B. Xia, and C. You, "Energy management of power-split plug-in 
hybrid electric vehicles based on simulated annealing and Pontryagin's minimum 
principle," Journal of Power Sources, vol. 272, pp. 160-168, 2014. 
[62] C. Hou, M. Ouyang, L. Xu, and H. Wang, "Approximate Pontryagin’s minimum 
principle applied to the energy management of plug-in hybrid electric vehicles," 
Applied Energy, vol. 115, pp. 174–189, 2014. 
[63] S. Stockar, V. Marano, M. Canova, G. Rizzoni, and L. Guzzella, "Energy-Optimal 
Control of Plug-in Hybrid Electric Vehicles for Real-World Driving Cycles," IEEE 
Transactions on Vehicular Technology, vol. 60, pp. 2949-2962, 2011. 
[64] F. L. Lewis, D. Vrabie, and V. L. Syrmos, Optimal Control, 3rd Edition ed. Hoboken, 
New Jersey, USA: John Wiley & Sons, Inc., 2012. 
[65] D. E. Kirk, Optimal Control Theory: An Introduction. New York: Dover Publications, 
Inc., 1998. 
 126 
[66] E. Vinot, R. Trigui, Y. Cheng, C. Espanet, A. Bouscayrol, and V. Reinbold, 
"Improvement of an EVT-Based HEV Using Dynamic Programming," IEEE 
Transaction on Vehicular Technology, vol. 63, pp. 40-50, 2014. 
[67] V. Ngo, T. Hofman, M. Steinbuch, and A. Serrarens, "Optimal Control of the Gearshift 
Command for Hybrid Electric Vehicles," IEEE Transaction on Vehicular Technology, 
vol. 61, 2012. 
[68] A. A. Malikopoulos, "A Multiobjective Optimization Framework for Online Stochastic 
Optimal Control in Hybrid Electric Vehicles," IEEE Transaction on Control System 
Technology, vol. 24, pp. 440-450, 2016. 
[69] D. Fares, R. Chedid, F. Panik, S. Karaki, and R. Jabr, "Dynamic programming 
technique for optimizing fuel cell hybrid vehicles," international journal of hydrogen 
energy, vol. 40, pp. 7777-7790, 2015. 
[70] M. Ansarey, M. S. Panahi, H. Ziarati, and M. Mahjoob, "Optimal energy management 
in a dual-storage fuel-cell hybrid vehicle using multi-dimensional dynamic 
programming," Journal of Power Sources, vol. 250, pp. 359-371, 2014. 
[71] J. Han, Y. Park, and D. Kum, "Optimal adaptation of equivalent factor of equivalent 
consumption minimization strategy for fuel cell hybrid electric vehicles under active 
state inequality constraints," Journal of Power Sources, vol. 267, pp. 491-502, 2014. 
[72] C. Sun, F. Sun, and H. He, "Investigating adaptive-ECMS with velocity forecast ability 
for hybrid electric vehicles," Applied Energy, vol. 185, pp. 1644–1653, 2017. 
[73] CristianMusardo, GiorgioRizzoni, YannGuezennec, and BenedettoStaccia, "A-ECMS: 
An Adaptive Algorithm for Hybrid Electric Vehicle Energy Management," European 
Journal of Control, vol. 11, pp. 509-524, 2005. 
[74] T. Nüesch, A. Cerofolini, G. Mancini, N. Cavina, C. Onder, and L. Guzzella, 
"Equivalent Consumption Minimization Strategy for the Control of Real Driving NOx 
Emissions of a Diesel Hybrid Electric Vehicle," Energies, vol. 7, pp. 3148-3178, 2014. 
[75] M. Koot, J. T. B. A. J. Kessels, B. d. Jager, W. P. M. H. M. Heemels, P. P. J. P. v. d. 
Bosch, and M. Steinbuch, "Energy Management Strategies for Vehicular Electric 
Power Systems," IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 54, pp. 771-782, 
2005. 
[76] O. Gomozov, J. P. F. Trovão, X. Kestelyn, and M. R. Dubois, "Adaptive Energy 
Management System Based on a Real-Time Model Predictive Control With 
Nonuniform Sampling Time for Multiple Energy Storage Electric Vehicle," IEEE 
Transactions on Vehicular Technology, vol. 66, pp. 5520 - 5530, 2017. 
[77] S. L. T J Barlow, I S McCrae and P G Boulter, A reference book of driving cycles for 
use in the mesurement of road vehicle emission. United Kingdom: Willoughby Road, 
2009. 
[78] Y. G. Mehrdad Ehsani, Sebastien E. Gay & Ali Emadi, Modern electric, hybrid electric 
and fuel cell vehicles: fundamentals, theory, and design, 2007. 
[79] M. Ehsani, Y. Gao, S. E. Gay, and A. Emadi, Modern electric, hybrid electric and fuel 
cell vehicles: fundamentals, theory, and design, 2007. 
[80] L. G. A. Sciarretta, Vehicle Propulsion Systems, 2007. 
[81] J.-M. Kim and S.-K. Sul, "Speed control of interior permanent magnet synchronous 
motor drive for the flux weakening operation," IEEE Transactions on Industry 
Applications, vol. 33, pp. 43 - 48, 1997. 
[82] M. M. I. Chy and M. N. Uddin, "Analysis of flux control for wide speed range operation 
of IPMSM drive," in 2007 Large Engineering Systems Conference on Power 
Engineering, Montreal, Que., Canada, 2007. 
 127 
[83] T. M. Jahns, G. B. Kliman, and T. W. Neumann, "Interior Permanent-Magnet 
Synchronous Motors for Adjustable-Speed Drives," IEEE Transactions on Industry 
Applications, vol. IA-22, pp. 738 - 747, 1986. 
[84] L. E. Zubieta and R. Bonert, "Characterization of double-layer capacitors for power 
electronics applications," IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 36, pp. 199 
- 205, 2000. 
[85] R. Niu and H. Yang, "Modeling and identification of electric double-layer 
supercapacitors," in 2011 IEEE International Conference on Robotics and Automation, 
Shanghai, China, 2011. 
[86] W. Lajnef, J.-M. Vinassa, O. Briat, S. Azzopardi, and E. Woirgard, "Characterization 
methods and modelling of ultracapacitorsfor use as peak power sources," Journal of 
Power Sources, vol. 168, pp. 553–560, 2007. 
[87] N. Rizoug, P. Bartholomeus, and P. L. Moigne, "Modeling and Characterizing 
Supercapacitors Using an Online Method," IEEE Transactions on Industrial 
Electronics, vol. 57, pp. 3980 - 3990, 2010. 
[88] E. Dănilă, D. D. Lucache, and G. Livint, "Models and Modelling the Supercapacitors 
for a Defined application," Annals of the University of Craiova, Electrical Engineering 
series, vol. 35, 2011. 
[89] E. Schaltz, A. Khaligh, and P. O. Rasmussen, "Influence of Battery/Ultracapacitor 
Energy-Storage Sizing on Battery Lifetime in a Fuel Cell Hybrid Electric Vehicle," 
IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 58, pp. 3882-3891, 2009. 
[90] A. Tani, M. B. Camara, and B. Dakyo, "Energy Management Based on Frequency 
Approach for Hybrid Electric Vehicle Applications: Fuel-Cell/Lithium-Battery and 
Ultracapacitors," IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 61, pp. 3375-3386, 
2012. 
[91] K. M. Passino and S. Yurkovich, Fuzzy Control: Addison-Wesley Longman, Inc., 1998. 
[92] L. Zadeh, "Fuzzy sets," Information And Control, vol. 8, pp. 338-353, 1965. 
[93] E.H.Mamdani, "Advances in the linguistic synthesis of fuzzy controllers," International 
Journal of Man-Machine Studies, vol. 8, pp. 669-678, 1976. 
[94] E.H.Mamdani and S.Assilian, "An Experiment in Linguistic Synthesis with a Fuzzy 
Logic Controller," International Journal of Human-Computer Studies, vol. 51, pp. 135-
147, 1999. 
[95] C.-Y. Li and G.-P. Liu, "Optimal fuzzy power control and management of fuel 
cell/battery hybrid vehicles," Journal of Power Sources, vol. 192, pp. 525–533, 2009. 
[96] V. Herrera, A. Milo, H. Gaztañaga, I. Etxeberria-Otadui, I. Villarreal, and H. 
Camblong, "Adaptive energy management strategy and optimal sizing applied on a 
battery-supercapacitor based tramway," Applied Energy, vol. 169, pp. 831–845, 2016. 
[97] S. Ahmadi and S. M. T. Bathaee, "Multi-objective genetic optimization of the fuel cell 
hybrid vehicle supervisory system: Fuzzy logic and operating mode control strategies," 
International Journal of Hydrogen Energy, vol. 40, pp. 12512-12521, 2015. 
[98] S. G. Li, S. M. Sharkh, F. C. Walsh, and C. N. Zhang, "Energy and Battery Management 
of a Plug-In Series Hybrid Electric Vehicle Using Fuzzy Logic," IEEE Transactions on 
Vehicular Technology, vol. 60, pp. 3571 - 3585, 2011. 
[99] H. Hemi, J. Ghouili, and A. Cheriti, "A real time fuzzy logic power management 
strategy for a fuel cell vehicle," Energy Conversion and Management, vol. 80, pp. 63–
70, 2014. 
[100] L. V. Pérez, G. R. Bossio, D. Moitre, and G. O. García, "Optimization of power 
management in an hybrid electric vehicle using dynamic programming," Mathematics 
and Computers in Simulation, vol. 73, pp. 244–254, 2006. 
 128 
[101] M. Masih-Tehrani, M.-R. Ha’iri-Yazdi, V. Esfahanian, and A. Safaei, "Optimum sizing 
and optimum energy management of a hybrid energy storage system for lithium battery 
life improvement," Journal of Power Sources, vol. 244, pp. 2-10, 2013. 
[102] R. M. Patil, Z. Filipi, and H. K. Fathy, "Comparison of Supervisory Control Strategies 
for Series Plug-In Hybrid Electric Vehicle Powertrains Through Dynamic 
Programming," IEEE Transactions on Control Systems Technology, vol. 22, pp. 502-
509, 2014. 
[103] A. Santucci, A. Sorniotti, and C. Lekakou, "Power split strategies for hybrid energy 
storage systems for vehicular applications," Journal of Power Sources, vol. 258, pp. 
395-407, 2014. 
[104] D. Rotenberg, A. Vahidi, and I. Kolmanovsky, "Ultracapacitor Assisted Powertrains: 
Modeling, Control, Sizing, and the Impact on Fuel Economy," IEEE Transactions on 
Control Systems Technology, vol. 19, pp. 576-589, 2011. 
[105] L. Xu, M. Ouyang, J. Li, F. Yang, Languang Lu, and J. Hua, "Application of 
Pontryagin’s Minimal Principle to the energy management strategy of plugin fuel cell 
electric vehicles," International Journal of Hydrogen Energy, vol. 38, pp. 10104-
10115, 2013. 
[106] J. Liu and H. Peng, "Modeling and Control of a Power-Split Hybrid Vehicle," IEEE 
Transactions on Control Systems Technology, vol. 16, pp. 1242-1251, 2008. 
[107] J. Li, X. Jin, and R. Xiong, "Multi-objective optimization study of energy management 
strategy and economic analysis for a range-extended electric bus," Applied Energy, vol. 
194, pp. 798–807, 2017. 
[108] A. Bouscayrol, "Hardware‑in‑the‑loop simulation," in Industrial electronics handbook, 
2nd edition, ed Chicago: Taylor and Francis Group, LLC, 2011. 
[109] D. Maclay, "Simulation gets into the loop," IEE Review, vol. 43, pp. 109 - 112, 1997. 
[110] H. Hanselmann, "Hardware-in-the-loop simulation testing and its integration into a 
CACSD toolset," in Proceedings of the 1996 IEEE International Symposium on 
Computer-Aided Control System Design, Dearborn, MI, USA, 1996. 
[111] A. Bouscayrol, "Different types of Hardware-In-the-Loop simulation for electric 
drives," in 2008 IEEE International Symposium on Industrial Electronics, Cambridge, 
UK, 2008. 
[112] A. Roscoe, E. Guillo-Sansano, and G. Burt, "Physical Hardware-in-the-Loop Modeling 
and Simulation," in Smart Grid Handbook. vol. 3, C.-C. Liu, S. McArthur, and S.-J. 
Lee, Eds., ed: John Wiley & Sons, Ltd, 2016.