混合动力汽车控制策略研究现状及发展趋势

混合动力汽车作为解决汽车工业节能和环保的一项新技术,目前已成为汽车研究和发展的焦点。文章对混合动力汽车研究中基于规则的稳态能量管理策略、模糊优化控制策略、瞬时优化控制策略和全局优化控制策略进行了分析和比较,指出了未来混合动力汽车控制策略研究的发展方向。混合动力能量管理控制策略是混合动力汽车的基础和核心,当前的混合动力控制策略还不是很理想和成熟,需要进一步的优化。     

基于极小值原理的混联混合动力客车能量管理策略优化

针对一款混联式混合动力客车特殊的结构特点对控制策略的要求,以电池功率为控制变量,以燃油消耗最小为目标,采用极小值原理,并基于所设计的求解流程和所建立的模型,对确定发动机和电池之间功率分配的能量控制策略进行优化仿真.结果表明,采用极小值原理对能量控制策略的优化效果显著,与规则控制策略相比,100km油耗降低了18.33％.     

插电式混合动力汽车能耗优化控制策略的研究

基于插电式混合动力汽车(PHEV)可以通过外网充电的特性,选取发动机消耗燃油的成本与电机消耗电能的成本之和作为优化目标函数,采用庞特里亚金极小值原理进行优化仿真;研究了PHEV不同工作模式(电量消耗-电量维持模式和混合模式)对能耗经济性的影响;分析了行驶里程、电池荷电状态(SOC)初始值和能量价格比对能量分配控制策略的影响;最终制定了实时优化控制策略并与门限值控制策略进行对比仿真,结果表明,与门限值控制策略相比,采用制定的实时优化控制策略能耗经济性在不同的SOC初始值下都有大幅度的提高。     

插电式混合动力汽车能耗优化控制策略的研究EI北大核心CSCD

基于插电式混合动力汽车(PHEV)可以通过外网充电的特性,选取发动机消耗燃油的成本与电机消耗电能的成本之和作为优化目标函数,采用庞特里亚金极小值原理进行优化仿真;研究了PHEV不同工作模式(电量消耗-电量维持模式和混合模式)对能耗经济性的影响;分析了行驶里程、电池荷电状态(SOC)初始值和能量价格比对能量分配控制策略的影响;最终制定了实时优化控制策略并与门限值控制策略进行对比仿真,结果表明,与门限值控制策略相比,采用制定的实时优化控制策略能耗经济性在不同的SOC初始值下都有大幅度的提高。     

混合动力汽车能量优化综述

文章重点阐述了混合动力汽车能量优化的三种分类方式,并对几种常见能量优化的控制策略进行介绍和比较,得出这些算法的优缺点及适应场合。     

基于预测控制的插电式混合动力汽车智能能量管理(英文)

为解决基于规则的插电式混合动力汽车(PHEV)能量管理策略必须保留混合动力系统容量冗余以应对不可预测的驾驶员行为,从而影响系统效率的问题,研究了基于优化的智能交通系统(ITS)能量管理和经济行驶算法,利用ITS提供的信息对高压电池的充、放电以及发动机的起动和关闭进行控制,利用上海市行驶工况数据进行了仿真,表明了该控制策略的有效性。     

基于近似极小值原理的插电式混合动力汽车实时控制策略研究

将发动机的瞬时油耗拟合成由一次函数和二次函数组成的分段函数,将电池瞬时等效油耗拟合成由两个二次函数组成的分段函数,在此基础上,通过对Hamilton函数的分析,并根据凸函数的性质提出了通过缩小最优控制变量搜索空间来缩短寻优时间的近似极小值原理控制策略,然后选取一段随机工况分别对此控制策略进行仿真和整车道路试验,并分别对基于规则的CD-CS模式控制策略和基于近似极小值原理的控制策略进行整车对比道路试验。仿真和整车道路试验结果表明,本文中提出的基于近似极小值原理的控制策略实时性好,能应用于车辆实时能量管理控制,且具有良好的燃油经济性,与基于规则的CD-CS模式控制策略相比,整车等效燃油消耗约降低23%。     

并联混合动力汽车控制策略的综合分析

混合动力汽车解决了纯电动汽车续驶里程短和初始成本高的难题。文章简要介绍了混合动力汽车的驱动系统和工作模式及能量流动。将目前已提出的基于转矩或功率的并联混合动力汽车控制策略进行了分类,并介绍了其主要思想及优缺点,指明了控制策略的发展方向。     

混合动力汽车及其动力匹配策略

为应对石油危机及大气污染,混合动力汽车（HEV）成为汽车行业的研究重点。从动力来源、动力混合程度及动力系统布置及组合方式3方面对HEV进行分类,介绍了串联式、并联式及混联式HEV的结构形式及优缺点。将当前的控制策略归为基于规则的控制策略和基于系统优化的控制策略,指出当前的控制策略无法自适应复杂路况的需求,不够智能,不利于整车性能提高。提出兼顾整车性能的多智能体集成控制是未来HEV控制策略的研究重点。     

混合动力汽车控制策略的优化

混合动力汽车既采用了发动机控制系统,同时采用了电动机控制系统,由此组成混合控制系统驱动车辆行驶。控制策略是混合动力汽车的核心,混合动力汽车有两个能量源,两者之间相互协调的程度对混合动力汽车燃油经济性和动力性等性能的改善具有关键作用,两者之间只有协调工作,才能很好的达到节能减排的目的,而这需要良好的控制策略来实现。因此,为了提高能源利用率,减少环境污染,需要对混合汽车的控制策略进行优化分析。然而,目前国内混合动力汽车的控制策略不够完善,本文对混合动力汽车的结构原理和控制优化问题进行了研究。     

基于马尔科夫链的并联PHEB预测型能量管理策略研究

为使能量管理策略更好地面向实时应用,本文中针对一款装有自动机械式变速器(AMT)的并联插电式混合动力客车(PHEB),展开预测型控制策略的研究,以实现挡位选择和功率分配的协同优化。首先,基于马尔科夫链模型,计算转矩状态转移概率,得到不同预测时域长度的预测车速;在此基础上,进行滚动时域内的功率分配和挡位选择协同优化。其中,在滚动时域内的优化选择含电池SOC和挡位两个状态变量的二维动态规划(DP)算法。分析了不同预测时域长度对预测结果的影响,并对动态规划、基于规则的能量管理策略和预测型策略进行对比。结果表明:与基于DP的能量管理策略相比,本文中提出的预测型策略的能耗增加了17.3%,但与基于规则的能量管理策略比较,预测型策略的能耗降低了29.7%。     

基于城市公交工况的PHEV能耗成本评估

在城市公交道路工况数据采集的基础上,运用主成分分析与聚类分析等数据分析处理方法,建立了误差在10%以内的城市公交工况。同时结合实际车型数据搭建了插电式混合动力汽车的整车模型,并对比分析了基于规则的CD-CS(Charge Depleting Charge Sustaining,电量消耗-电量维持)控制策略与基于DP(Dynamic Programming,动态规划)算法的全局优化控制策略在构建的城市公交工况循环下对整车经济性的影响。结果表明:在行驶里程接近100km时,基于DP的能量控制策略百公里能耗成本为81元,比基于规则的CD-CS能量控制策略的百公里能耗成本降低了近30%。     

混合动力汽车能量控制策略研究现状

随着环境污染问题的日益凸显和石油资源的逐渐匮乏,混合动力汽车研究的意义和价值也得到了广泛认可。混合动力汽车由两种或两种以上的能源提供动力,具有纯电动汽车高效率低排放的优点,又能够显著增加电动汽车的行驶里程,具有传统燃料车高比能量、高比功率的长处,又可获得传统车无法达到的优化控制目标。如何对多能量源与其他部件协调配合,进行优化组合,以减少燃油消耗、降低排放,是混合动力汽车研究中面临的一个关键问题。文章重点阐述了混合动力汽车能量控制策略的三种分类方式,并对几种常见能量控制策略进行介绍和比较,得出这些算法的优缺点及适用场合。     

混合动力汽车能量控制策略

针对串联、并联和混联3种类型的混合动力汽车驱动系统的不同结构特点,文章对3种类型混合动力汽车的能量控制策略分别进行了详细阐述,指出了未来混合动力汽车能量控制策略研究的发展方向。能量控制策略不仅要实现整车最佳的燃油经济性,而且还要兼顾发动机排放、蓄电池寿命及驾驶性能等多方面要求,并针对混合动力汽车各部件的特性和汽车的运行工况,使发动机、电动机、蓄电池和传动系统实现最佳匹配,兼顾上述各方面要求的优化控制策略的研究应是今后的研究重点。     

混合动力汽车匀速下坡再生制动模型预测控制

基于车载导航系统(GPS/CIS等)所提供的未来一段预测路线上的汽车运行状态信息,建立中度混合动力汽车再生制动能量回收的全局优化动态规划模型;采用模型预测控制方法,将动态规划的全局优化控制策略转化成预测视距内的局部优化算法,实现滚动优化控制;为解决动态规划中的维数灾问题,确定了电池荷电状态和温度的可达区域;对模型预测控制策略、全局优化控制策略和瞬时优化控制策略进行了计算比较,在不同坡度、不同坡长的匀速下坡工况下的仿真表明:模型预测算法的计算效率显著高于全局优化策略的;应用模型预测控制策略的再生制动能量回收效率明显高于瞬时优化控制策略的,相比全局优化策略的降低不到1.31%,且采用档位提示的模型预测控制策略能量回收效果更好.     

复合功率分流混合动力汽车能量管理策略研究

基于庞氏最小值原理,并以等效瞬时燃油消耗量最小为目标为某复合功率分流混合动力汽车制定了能量管理策略。利用MATLAB仿真平台,建立了混合动力系统能量管理策略的模型进行仿真。结果表明,与现有逻辑门限控制策略相比,采用等效瞬时燃油消耗量最小化的控制策略能显著提高燃油经济性。基于仿真结果,将控制策略集成到整车控制器中进行NEDC工况下的实车转鼓试验。结果显示,采用的控制策略使实车当量油耗降低了12.31%。     

基于随机模型预测控制的并联式混合动力汽车控制策略研究

基于随机模型预测控制算法,对并联式混合动力汽车的转矩分配问题进行了研究。建立马尔科夫模型对需求功率进行预测,并将随机模型预测控制与动态规划相结合,提出了基于模型预测控制,并以消耗最小化为目标进行滚动优化的控制策略。在MATLAB/Simulink平台上搭建了仿真模型,并进行和逻辑门限控制策略的对比仿真。结果表明,与逻辑门限值控制策略相比,采用所提出的的控制策略时车辆能量经济性得到明显提高,说明用马尔科夫模型预测功率需求的控制策略是可行的,且具有良好的实时性。     

电动汽车能量回馈的整车控制

以4种典型循环工况为例对电动汽车进行能量分析，设计了基于常规汽车制动系统的整车能量回馈控制方式，研究了控制策略，完成了车辆道路试验与标定优化。试验表明，整车能量回馈控制方式与控制策略安全、可靠，且柔顺性良好；利用能量回馈技术，蓄电池能量消耗可减少10％，能有效延长电动汽车的一次充电续驶里程。     

智能网联新能源汽车能量管理优化控制仿真软件设计与应用

针对智能网联新能源汽车能量管理优化控制研究基础软件匮乏问题,基于统一建模语言与面向对象建模的方法,采用创建者(Builder)设计模式,开发出一款智能网联新能源汽车能量管理优化控制仿真软件。基础测试结果表明,该软件能够辅助智能网联新能源汽车控制策略的研发。     

适用于混合动力汽车的增程器控制策略

研究了插电式混合动力汽车的增程器控制策略,包括定点发电控制策略和功率跟随控制策略,重点聚焦于功率跟随策略下的发电优化方法、定点发电策略下的噪声-振动-声振粗糙粗（NVH）优化及能量回馈时的发电功率优化。通过类施密特滤波和延迟响应方法,开发了基于车速的功率限制功能,对基于荷电状态（SOC）的功率限制系数进行了修正,由此缓解了功率跟随控制策略下发动机负荷变化频繁的状况。试验结果表明：采用优化后的增程器控制策略后,整车 NVH 性能表现良好,燃油消耗量有了明显改善,排放处于行业领先水平。