基于动态规划与机器学习的插电式混合动力汽车能量管理算法研究

为提高插电式混合动力汽车的燃油经济性,对基于动态规划与机器学习的能量管理算法展开了研究。利用K-均值聚类算法将20个标准工况划分为3个类型的工况段,利用动态规划(DP)算法最优功率分配数据分别训练3个类型工况段的神经网络模型,在控制过程中根据实际工况段类型选择相应的神经网络模型进行功率分配,并对上海市某个随机工况进行了仿真运算,结果表明,该算法燃油经济性较电量消耗-电量维持(CD-CS)策略有明显的改善。     

中度混合动力汽车燃油经济性预测控制研究

利用车载全球定位系统(Global Position System,GPS)和地理信息系统(Geographic Information System,GIS)所提供的混合动力汽车未来一段预测路线上的道路交通信息、以及汽车当前运行状态模型,建立混合动力汽车在未来一段预测路线上的运行状态模型;以蓄电池荷电状态为系统状态变量,电动机/发电机转矩为决策变量,混合动力汽车等效燃油消耗量最低为优化控制目标函数,运用动态规划逆序算法,建立了中度混合动力汽车预测控制数学模型;研究了混合动力汽车转矩分配的最优控制方法,并就如何减少动态规划法的计算量进行了研究。文中给出了某混合动力汽车的最优控制计算实例结果。     

混合动力汽车功率分配控制方法研究

以串联式,并联式、混联式3种类型的混合动力汽车为研究对象,根据其驱动系统不同的结构特点,从整车功率流分析入手,详细研究了混合动力汽车的功率分配控制方法。最后从燃油经济性、排放、整车驱动性能和驾驶员意图等方面的要求出发指出了未来混合动力汽车整车控制策略的发展方向。     

基于线性规划的混合动力汽车智能充电策略

以油电混合动力汽车整车控制策略为基础,提出一种基于线性规划的智能充电能量分配策略,改善了混合动力汽车燃油经济性。该策略在维持高压电池SOC平衡的前提下,根据整车需求功率,发动机和中混电机转速,结合各动力总成部件能量传递的效率,以系统等效燃油消耗最小为原则进行扭矩分配优化。通过仿真结果表明,该策略比普通瞬时优化策略提高了整车燃油经济性。     

并联混合动力汽车扭矩管理的模糊控制与仿真

并联混合动力汽车中内燃机和电机之间存在动力的耦合和分离过程,能量管理策略比较复杂。为了进一步合理分配内燃机和电机的动力输出,增强其能量管理策略的鲁棒性,文中分析了电辅助控制策略的不足,提出了基于模糊逻辑控制的包含驾驶员扭矩识别和蓄电池功率平衡的并联混合动力汽车扭矩分配策略,并利用ADVI SOR2002的仿真环境,完成了该模糊逻辑扭矩控制模块的仿真。结果表明,模糊逻辑控制策略满足控制目标,对提高汽车的动力性和燃油经济性、改善排放、保证蓄电池的充放电功率平衡有明显的作用。     

并联混合动力汽车的双重能量管理策略研究

针对某一并联式混合动力汽车,设计以逻辑能量管理策略为主、模糊能量管理策略为辅的双重能量管理策略,以实现混合动力系统不同工作模式间的动态切换。仿真分析表明,该能量管理策略在满足车辆动力性能指标的前提下能有效降低混合动力汽车的燃油消耗,并能将电池组电池荷电状态维持在合理的范围内。     

混合动力汽车燃油经济性研究

应用能量分析的方法,以轿车和载货汽车为例,研究了混合动力汽车(HEV)与传统燃油发动机汽车的燃油经济性。发现按原车后备功率最大值时所对应的车速所需的驱动功率作为HEV燃油发动机功率的选择依据,节油效果最显著。当燃油驱动功率和电动驱动功率各占50%左右时,HEV轿车的经济性评价指标为原车的22.8%,HEV货车的经济性评价指标为原车的79.2%,同时又能保证动力性基本不变。结果表明,用混合动力可以有效地降低汽车的100km燃料消耗量,轿车的燃料消耗降低幅度大于货车。     

基于动态规划的混合动力商用车能量管理策略优化

考虑混合动力商用车部件基本的动态特性,在Matlab/Simulink中建立了整车前向仿真细化模型.应用动态规划理论获得整车燃油经济性的最优控制策略,包括能量分配和换挡控制策略.基于动态规划的最优控制策略,抽取出能够应用于实车控制的改进规则作为控制策略.采用重型车辆实际行驶工况的仿真结果表明,基于动态规划优化方法改进的整车控制策略可显著提高燃油经济性.     

考虑驾驶员操作误差的混合动力汽车队列生态驾驶控制

鉴于现有生态驾驶控制的研究多基于完全智能网联环境,不适用于传统人类驾驶汽车和网联汽车混行的交通场景,本文中以包含人类驾驶汽车和网联汽车的混合动力汽车队列为研究对象,提出一种考虑驾驶员操作误差的分层生态驾驶控制方法。基于随机模型预测控制算法设计上层控制器以实现车队机动性、燃油经济性和舒适性多目标优化,采用自适应等效燃油消耗最小化策略设计下层控制器以优化车辆发动机与电池的功率分配。仿真结果表明,所提出的方法可有效降低驾驶员操作误差导致的车队中混合动力汽车速度轨迹的偏移量,车辆平均油耗降低2.82%。     

基于动态规划与RBF神经网络的PHEV能量管理策略

为提高插电式混合动力汽车燃油经济性,设计了一种基于动态规划和径向基函数（RBF）神经网络的插电式混合动力汽车能量管理策略。首先,建立了插电式混合汽车数学模型;其次,以发动机油耗最小为目标函数,采用动态规划求解全局最优的离线优化结果;最后,采用RBF神经网络对离线最优控制结果进行学习,建立了发动机输出转矩与车辆状态参数之间的非线性映射关系,得到了基于动态规划和RBF神经网络的能量管理策略。仿真结果表明,文章所提策略油耗较之于电量消耗-维持策略降低了2.92%,验证了该策略的有效性。     

Optimization of power management among an engine,battery and ultra-capacitor for a series HEV: A dynamic programming application

In a hybrid electric vehicle (HEV) system, it is an important issue on how to distribute the output power from multiple power generating components to operate a vehicle more efficiently. Many studies have been conducted on how to manage multiple power sources of a vehicle based on various optimization theories. In this study, an algorithm to calculate the optimization of a series HEV that has three power generating components, engine, battery and ultra-capacitor, is developed based on dynamic programming. Normally dynamic programming is applied to the optimization of power management and components sizing by estimating potential fuel economy for electrified vehicle such as HEV, Plug-in HEV or Fuelcell HEV. In contrast with most objective systems that have only two power generating components, the system in this study has three power sources. Since the system has three power sources, the number of state and control variables of optimization problem increases. Therefore the number of calculations increases unreasonably. To decrease the number and time of calculations, a new electric model that contains the both characteristics of battery and ultra-capacitor is developed with some assumptions. In comparison with the optimization algorithm which follows the theory of DP with no assumptions, the results from the newly developed algorithm has 1.04 % discrepancy in terms of fuel economy, even though the calculation time decreases to 4400 times less.     

基于捕食搜索策略的混合动力汽车参数优化

混合动力汽车模型是一个较复杂的非线性系统,且设计参数较多,为一种处理燃油经济性和排放的多目标问题。文章以一辆实例样车的动力系统和逻辑门限值控制策略为例,分析并建立了以动力性能为控制约束,以最小化油耗和排放为控制目标的非线性规划模型。采用捕食搜索遗传算法,对模型进行了仿真。结果表明,该方法相对于简单遗传算法更能有效地改善车辆燃油经济性和排放。     

并联式混合动力汽车传动系参数优化

为了充分发挥混合动力汽车的优越性,文章以整车燃油经济性的评价为基础,通过分析混合动力汽车动力系统的组成,建立了燃油经济性最佳的数学模型;依据考虑汽车的动力性和动力电池的荷电系数要求,使用复合形优化方法对目标函数进行了优化：并利用具体车型对优化方法进行了验证。结果表明,100km油耗降低21％,经济性得到较大提高,动力性仍然保持设计要求？指出采用逆向求解的手段来获得汽车的燃油经济性,并以其为目标函数开发的优化设计系统,能较好地改善汽车的燃油经济性,此优化方法对普通汽车的传动系统优化也具有参考作用。     

混合动力轿车多能源动力总成控制系统研制与开发

介绍某型混合动力轿车多能源动力总成控制系统的设计思想和关键技术,着重阐述混合动力系统功能设计、控制逻辑和策略、系统硬软件设计以及动力系统台架联合调试的情况。研究轻度并联混合动力系统的控制策略、CAN通信、测试和试验等技术和方法,通过提高系统的控制功能和性能,最终达到改善混合动力汽车的动力性、经济性及排放等目的。     

混合动力轿车性能的测试研究

介绍了本田Insight混合动力电动轿车在实际道路和汽车转鼓试验台上按照国家标准和欧洲的一系列工况循环下测得的动力性、平均燃油消耗和排放的试验结果。在模拟真实环境的循环下，除了NOx的排放外，Insight的性能明显地优于传统汽油轿车的性能。     

Vehicle dynamics control of an electric-all-wheel-drive hybrid electric vehicle using tyre force optimisation and allocation

ABSTRACT

Hybrid Electric Vehicles (HEV) offer improved fuel efficiency compared to conventional vehicles at the expense of adding complexity and at times, reduced total power. As a result, HEV generally lack the dynamic performance that customers enjoy. To address this issue, the paper presents a HEV with electric All-Wheel-Drive capabilities via the use of torque vectoring electric rear axle drive (TVeRAD) to power the rear axle. The addition of TVeRAD to a front wheel drive HEV improves the total power output. To improve the handling characteristics of the vehicle, the TVeRAD provides torque vectoring at the rear axle. A bond graph model of the drivetrain is developed and used in co-simulation with CarSim. The paper proposes a control system which utilises control allocation to optimise tyre forces. The proposed control system is tested in the simulation environment with a high fidelity CarSim vehicle model. Simulation results show the control system is able to maximise vehicle longitudinal performance while avoiding tyre saturation on low mu surfaces. More importantly, the control system is able to track the desired yaw moment request on a high speed double lane change manoeuvre through the use of the TVeRAD to improve the handling characteristic of the vehicle.     

并联式混合动力电动汽车电池参数优选

通过研究双轴并联混合动力电动汽车控制策略,分析电池参数和整车油耗的关系,确定电池电压、容量和最大充放电功率的变化范围。基于CRUISE的仿真平台,以整车循环工况油耗最省为目的,优选电池的各个参数。并将选定的电池参数代入模型中,进行动力性分析计算。计算结果表明,在满足整车动力性的要求下,通过对电池参数的优化,可提高混合动力电动汽车的燃油经济性和动力电池组的性价比。