插电式混合动力汽车低SOC能量流试验研究

为制定最优的能量分配策略,对某款插电式混合动力汽车在不同运行工况下的能量流进行分析。通过试验测试了低SOC状态下整车部件能量传递的相关参数,包括:温度、压力、转矩、转速和流量等,之后计算和分析整车的能量分布,并对比了NEDC和WLTC工况下整车能量流向和能量回收率。结果表明,在电池处于低SOC时,WLTC工况下的发动机平均油耗是NEDC工况平均油耗的1.6倍左右;且两种工况下车辆行驶所消耗的能量绝大部分来自于发动机;另外,WLTC工况行驶能量低于NEDC工况,其差值不足1%,但WLTC工况的能量回收率低于NEDC工况,其差值达2.31%。     

基于能量流分析的纯电动车电耗关键技术研究

所谓电动汽车整车能量流研究,就是从系统集成的角度出发分析电动汽车动力总成中能量的转换、传递和回收过程。为全面了解车型能耗的分布情况,以及识别出对能耗影响的相关因子。文章在动力总成台架上对纯电动汽车进行了能量流测试,同时在单体电机台架上对电机系统进行效率测试。通过对整车能量流的测试对纯电动车型降低能耗提出了关键技术路径。文章以重型车在CWTVC工况下的能耗测试为例,研究出该车型的能耗优化路径。     

增程式电动汽车能耗测试仿真试验研究

增程式电动汽车采用与传统混合动力电动汽车同样的能耗测试标准，但二者在工作原理和系统构架等方面存在显著差异。通过搭建增程式电动汽车仿真模型，采用全球统一的轻型车测试循环（WLTC）工况进行电量消耗模式（CD）和电量保持模式（CS）的能耗仿真试验，再基于实车试验室数据对仿真模型进行对比验证。最后，开展采用中国轻型汽车行驶工况（CLTC）的能耗仿真试验，分析增程式电动汽车在两种不同工况下的能耗表现。结果表明：采用仿真手段能较好地实现对增程式电动汽车的能耗测试，且综合结果与试验室数据较为相符，采用CLTC工况的能耗测试表现要显著优于WLTC工况的能耗测试表现。     

WLTC和CLTC-P循环工况及其排放污染物和油耗分析

当前中国轻型车排放和油耗认证循环工况正处于NEDC(New European Driving Cycle,新欧洲驾驶循环)和WLTC(Worldwide Light-duty Test Cycle,全球统一轻型车辆测试循环)并行、CLTC(China Light-duty Vehicle Test Cycle,中国轻型汽车行驶工况)逐步导入的特殊时期。对WLTC和CLTC-P(China Light-duty Vehicle Test Cycle-Passenger,中国乘用车行驶工况)进行分析,对比两种不同驾驶工况的特点,并选取同一辆车进行WLTC和CLTC-P排放污染物和油耗测试,对两种循环下排放和油耗测试结果进行比较,分析不同工况下整车排放和油耗特性,为后续整车开发和标定提供工程参考。     

基于能量流分析的电动汽车低温能耗研究

为探究低温环境下电动汽车的能量损耗和部件工作效率，以实现整车能量结构优化，考虑电动汽车2种常见使用场景，设计单次续驶和分段续驶2种测试工况，在-10℃和-20℃条件下进行能量流测试，建立了能量流分析模型，定量分析了低温条件下整车能耗和动力电池等主要部件的效率及能耗特性，探明了电加热器的高能耗和能量回收能力受限是导致低温续驶里程降低的主要因素。     

基于典型工况的混动汽车能量流测评与优化

基于典型循环工况,开展了混动汽车能量流测评与分析,研究了针对实际道路运行工况降低能耗的优化方法。首先,对比了循环工况下的整车能量流各效率特征参数;其次,按照不同的运行工况分段区间,得到了WLTC循环工况下发动机、发电机、驱动电机的输入输出功率和运行模式特征;最后,提出了基于工况特征参数挑选代表实际道路运行的典型循环工况实现能耗优化的方法。结果表明：发动机循环综合热效率最高达到了36.79%,市区循环的制动能量回收效率达到了87.04%;高速工况下整车综合效率29.72%,是车辆最节能的工况;针对代表实际道路运行的WLTC-LM典型循环工况进行了全局优化,基于仿真验证,整车百公里能耗降低了3.98%。     

纯电动车整车能量流测试

电动汽车续航里程低是限制其快速发展的关键因素,整车能量流分析成为纯电动汽车提高续航里程指标的重要手段,文章在整车转鼓上对纯电动汽车进行了能量流测试,通过对整车能量流的测试对纯电动车型降低电耗提升续航提供了较台架试验更加准确的方向。文章以重型车在CWTVC工况下的能耗测试为例,研究出该车型的降低电耗提升续航的方向。     

基于用户习惯的某款纯电动乘用车能耗分析

纯电动汽车的能耗分析,汽车企业以及行业机构通常是利用转鼓对车辆进行某循环工况单次极限能量消耗量测试,得到关键部件的能量分布。然而,通过对用户的调研,该测试得到的能耗与用户实际出行习惯的“多天多次”能耗不同,同时业内对用户实际出行习惯的“多天多次”续航里程的测试研究较少。本研究是基于能耗计算模型,调取某款纯电车型一段时间的云数据,对该车型的能耗进行统计与分析。结果表明,该纯电动汽车的用户绝大部分的行驶习惯为短途行驶,短途行驶的平均整车电耗和平均电器电耗相对较高,平均整车电耗和平均电器电耗随着行驶里程增加呈现收敛趋势。结合地图分布的数据统计,南方用户的平均整车电耗相对较高,全国平均驱动能耗相差不大,整车电耗相差较大的原因是我国幅员辽阔,环境温度导致平均电器电耗产生差异。平均车速在10～40 km/h时,电驱动效率低于90%,是电机驱动效率优化的重点方向。     

基于能量流分析的纯电动汽车电耗优化研究

能量流分析研究是了解车辆能量利用情况和优化车辆经济性的有效方式,针对于某款纯电动汽车电量消耗偏大的问题,设计了纯电动汽车能量流测试方案,完成了主要部件性能对标测试分析;通过理论分析建立了影响电量消耗的数学模型和基于价值因子的优化参数选取方法;基于CRUISE电耗仿真分析模型,分别从电驱动系统效率提升、滚阻优化、提升制动能量回收率以及优化附件控制策略等方面进行了定量的电耗优化分析。实车应用测试结果表明:优化后的整车能量流效率得到明显改善,DC/DC充电效率提升到90%,制动能量回收率提升到18%以上,NEDC工况下整车电耗降低了13.78%,进一步改善了纯电动汽车能量利用的经济性。     

基于G PS定位的插电式混合动力汽车能量管理策略研究

为了更好地挖掘插电式混合动力汽车的节油潜力和降低使用成本,研究了基于GPS定位的能量管理策略.考虑油电使用成本差异,为使整车综合能耗成本最低,行程终了时电池荷电状态(SOC)应下降至放电下限.依托GPS定位,根据车辆当前所在位置和目的地,车辆运行工况可聚合归类成市内纯电工况、市内混合工况和城间混合工况等若干工况组合.利用庞德里亚金极小值原理构建Hamilton整车能耗成本函数,将SOC轨迹寻优问题简化成求解不同工况的2点边值问题.采用动态规划逆序算法生成基本SOC轨迹曲线,分析整车历史行驶数据,生成速度、时间影响因子对基本SOC轨迹曲线进行修正以减小偏差.以某插电式同轴并联混合动力汽车为例,开展基于WLTC工况的仿真实证研究.结果表明,基于GPS定位的整车能量管理策略节油率较CD/CS策略,城市工况提高了6.83%,综合工况提高了9.91%,验证了基于GPS定位的整车能量管理策略的有效性.      

基于四电机台架的纯电动汽车行驶能量流试验研究

纯电动汽车各零部件及整车的能量利用效率直接影响了纯电动汽车的经济性指标,是提升产品竞争力的关键指标参数。文章首先介绍了纯电动汽车能量利用效率对经济性指标的影响原理,并由此提炼了整车综合行驶效率这个关键性参数。在此基础上,基于四电机台架,设计并搭建了一套纯电动汽车行驶能量流试验平台,并提出了一种目标参数测试方法,最后通过某纯电动车型进行了试验验证。试验结果表明:该试验方法可以量化纯电动汽车在行驶状态下的能量利用效率,明确各能量节点的能量流分布,确定效率短板,为纯电动汽车经济性指标优化提供明确的整改方向。     

纯电动大客车动力传动系统的研究EI北大核心CSCD

为提高大型电动客车能量经济性、减轻动力冲击,提出动力传动系统中采用手动离合器和3挡变速器。根据整车行驶工况和电机机械特性对变速系统进行匹配。基于客车的典型城市运行工况,把车辆行驶速度和驱动力分布换算为电机运行的转速和转矩,并映射到电机机械特性图上,使运行工况点在电机特性图上的分布更多处于高效率区,提高车辆在典型工况下的经济性。仿真和测试结果表明,所采用的动力传动系统在城市运行工况下,具有较高的动力性和经济性。     

基于实车道路数据的插电式混合动力能耗敏感性分析

为评价插电式混合动力(PHEV)在实际行驶过程中的能耗水平,分析影响PHEV能耗水平的关键因素,本文中基于180人次的实车行驶记录数据,构建车辆行驶状态和驾驶员驾驶行为与PHEV整车综合能耗之间的相关关系。首先,利用主成分分析法,对行驶工况参数矩阵进行特征解耦,提取对整体信息累计贡献度达84%的5项主成分,并根据影响系数矩阵的数值分布对主成分进行指标定义。然后,基于运动学片段,利用K均值聚类算法对各主成分进行依次约束,从而形成目标实车道路工况,并将其代入整车能量流仿真模型中计算综合能耗水平。最后,计算各主成分与综合能耗水平之间的皮尔逊相关系数和协方差值,并对其进行聚类和敏感性定义。结果表明,本文中提取出的人-车-路3项代表性指标与能耗呈现出较强的敏感性关系。本文中的结论对于插电式混合动力汽车整车参数和控制参数的选取有重要的指导意义。     

发动机前端轮系附件能耗测试与评价

基于能量流的方法,在整车状态下研究发动机前端轮系附件(FEAD)的空间特性、转速特性和扭矩精度,设计了基于应变原理的能耗测试系统和测试方法,并在某车型上进行验证。研究结果表明,NEDC工况下,所验证车型的FEAD能耗占发动机总能耗的3.07%,占整车总能耗的2.03%,其中发电机的总能耗为318 kJ,水泵总能耗为204.7 kJ。     

基于WLTC测试循环的颗粒数量排放特性及其与发动机工况的关联性研究

对WLTC测试循环整车的颗粒物数量排放分析结果表明低速段排放占比高,尤其在前50 s的起动阶段,瞬态排放达到WLTC循环的最大峰值;在50～1 800 s阶段,颗粒物数量排放随工况变化趋于稳定。基于颗粒物数量排放分布特性,提出了基于台架开环实时控制系统的WLTC循环前50 s瞬态工况模拟以及基于聚类分析得到11个工况点对WLTC 50～1 800 s台架稳态模拟的测试方法。结果表明:台架模拟前50 s试验工况及控制参数与整车一致性较好,颗粒物数量排放与整车结果偏差为4. 2%,基于聚类分析50～1 800 s得到11个工况点的颗粒物数量排放结果相对整车试验偏差为8. 7%。与整车实测结果一致,满足工程开发评估要求。     

基于动态规划与神经网络的增程式电动汽车能量管理策略研究

设计了一种具有实时控制能力的增程式电动汽车混合型能量管理策略。首先建立了面向能量管理策略优化的增程式电动汽车整车模型。根据能量管理策略特点,将优化目标设置为增程器系统燃油消耗及动力电池当前SOC值与目标值之间差值的总和。再采用动态规划算法求解增程式电动汽车在给定行驶工况下的能量管理优化问题,从而获得了增程器开启时刻与输出功率优化结果。但由于动态规划算法需要已知详细的工况信息,很难应用于实车实时控制,而且从动态规划优化结果中不易提取控制规则,因此利用BP神经网络算法对优化结果进行离线训练,建立了增程器输出功率与车辆行驶状态参数间的非线性映射关系,得到了具有实时控制能力的神经网络控制模型。在采用BP神经网络训练时,根据车辆各个状态参数在CAN总线中的传输精度,对神经网络输入层、输出层参数的精度进行了修正。仿真结果表明:神经网络模型能够获得类似动态规划的最优控制效果,能够控制动力电池SOC在目标值的3%误差带以内。采用NEDC工况对混合型能量管理策略进行了硬件在环仿真试验,试验结果表明:与实车采用的电能消耗-电能维持型控制策略相比,所提出的混合型能量管理策略使汽车的燃油经济性提高了9.5%。     

插电式混合动力汽车变参数能量管理策略

为进一步提高新型插电式混合动力汽车(PHEV)的整车经济性,考虑到影响整车经济性的2个主要因素——行驶工况和行驶里程,提出了变参数能量管理策略。为减小车辆行驶工况的影响,应用模糊欧几里德贴近度方法,建立了基于典型循环工况的车辆行驶工况识别控制策略;为减小车辆行驶里程的影响,应用模糊识别的方法,建立了以车辆行驶里程和车辆启动时的动力电池荷电状态(SOC)为输入,行驶里程模式为输出的车辆里程模式识别控制策略;最后对整车能量管理策略进行了仿真分析。结果表明:在同等行驶里程的新欧洲行驶循环(NEDC)工况下,与定参数能量管理策略相比,变参数能量管理策略可以降低整车等效百公里油耗5%以上,从而提高了PHEV的整车经济性。     

WLTC工况下颗粒物排放特性研究及优化

以全球轻型汽车测试循环(WLTC)为基础,研究了不同阶段颗粒物数量的分布特性,对发动机原始颗粒物排放进行优化,并在整车WLTC排放测试中进行了验证和进一步优化。结果表明:喷油时刻、喷油压力、喷油比例、喷油次数等因素对涡轮增压直喷(GDIT)发动机的颗粒物排放产生影响;通过发动机原始排放优化,以及在不同工况下使用多次喷射等策略能够大幅降低颗粒物排放量,满足排放法规限值要求;随着行驶里程的增加,WLTC测试颗粒物排放呈下降趋势。     

汽车智能电子控制系统设计开发与研究

智能汽车电子控制系统是在整车控制过程中非常重要的系统组成,在新能源汽车,尤其是纯电动汽车行业的地位尤其重要。在此控制系统中,主要是由整车控制器VCU、高级辅助驾驶系统ADAS、制动系统IBooster、转向控制系统EPS及中控系统组成。此项目以整车控制器VCU为主导,通过和ADAS的信息交互共同实现自动跟车ACC、紧急制动AEB、车道保持LKA、自动泊车辅助APA等功能。同时,此智能汽车电子控制系统具有车道偏离报警LDW、前碰撞预警FCW、后面防碰撞辅助报警RCTA、盲点监测BSD、并线辅助危险报警LCA功能。整车控制器VCU通过各个系统和本身传感器的信号得知车辆当前工况信息,智能控制车辆各个部件实现主动安全及满足驾驶者的驾驶体验要求。此控制系统在新能源汽车项目中也实现了利用电机制动能量回收,在车辆减速滑行和制动工况高效的把机械能转化成电能,增加车辆行驶里程,提高经济型。智能汽车电子控制系统也是汽车行业发展的必然结果,也是未来汽车电子发展的主要方向。     

基于用户习惯的纯电动乘用车低温续航里程变化分析

为研究用户习惯对整车在低温环境下的续航里程的影响,搭建了整车能耗解析测试系统,基于某上市车型进行环境仓转鼓测试,研究了纯电动乘用车在低温环境下的动力电池放电特性及整车能耗特征,分析了用户使用习惯对整车续航里程的影响。基于测试数据,精确分析了整车能量流向分配及损耗情况,并针对不同用户习惯及环境温度下整车及各部件的能耗差异、动力电池放电量差异进行了对比分析。结果表明:低温环境下整车续航里程与出行特征、环境温度均存在明显的关联;以上、下班通勤用户单次出行里程约为29 km(基于中国工况)为例,在-15℃环境下多天累计续航里程比单次行驶的极限续航里程低15.1%;环境温度降低,车辆续航里程也减小,在-25℃环境下车辆单次极限续航里程相比-15℃环境下降低了16.1%。针对续航里程变化的原因和规律,分别从电池放电量差异及电驱动系统、空调系统、低压电器能耗差异等方面进行对比分析,从而精确定位了整车能耗优化的入手点,通过优化电池热管理、提升部件工作效率等技术路径以降低整车能耗,为提升车辆低温环境下的续航能力提供理论指导和数据参考。