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。     

基于模糊转矩分配的复合电源混合动力客车控制

为节约能源、降低排放,油电混合的混合动力汽车得到大力发展,作为电机的储能装置,传统的蓄电池功率密度低、循环寿命短,制约着混合动力汽车的发展.文章针对城市中运行的传统小型客车,首先根据整车的性能完成了电机和复合电源储能装置的匹配设计,通过DC-DC模块实现复合电源的功能,从而利用超级电容"削峰填谷"的特性,降低了频繁充放...     

Simulation of HEV Multi-objective Optimization Based on Variable Logic Threshold

为实现混合动力汽车的动力性、燃油经济性以及模式切换平顺性,以基于CVT的插电式混合动力汽车为研究对象,针对混合动力汽车的多目标优化问题,提出一种可变逻辑门限控制策略.整车控制过程中根据功率需求进行模式切换,其中行驶需求功率根据车速和节气门开度计算得到,切换门限根据整车参数实时计算.以发动机和电机的输出特性、电池的SOC为主要依据计算工作模式切换的可变逻揖门限值.通过电机助力保证整车具有较好的动力性能,通过不同模式下驱动功率的一致性实现模式切换平顺,通过小功率需求时仅可能多用纯电动来提高燃油经济性.在MATLAB/Simulink平台下建立混合动力汽车前向仿真模型,并在NEDC工况下进行仿真.仿真结果表明:整车动力性能得到了提高,实现了模式切换平顺性,节油40％.     

面向低油耗的燃料电池乘用车动力系统匹配设计

在绿色省能、零污染的燃料电池汽车的基础上,为提高“电-电”混合动力汽车的协调稳定性、动力系统的效率,满足动态性能的要求,开展对燃料电池/蓄电池的电-电混合动力汽车的动力系统匹配设计。文章以燃料电池汽车为研究对象,依据整车动力性能经济性指标开展了驱动电机、燃料电池系统、动力蓄电池系统的选型与参数匹配,引用混合度定义,考虑燃料电池和蓄电池混合动力系统间的功率配合,使用Advisor车辆仿真软件对常见工况下的各种匹配方案进行仿真计算。结果表明,从动力性以及燃油经济性方面,所确定的动力系统匹配设计方案具有一定的可行性,且符合车辆设计指标,即燃料电池（34 kW）与锂离子蓄电池（46 kW）的最佳匹配。两动力源之间合理的功率配合能够有效提高整车动力性,确保经济性,从而降低车辆的平均运行成本。     

基于遗传算法系统效率优化的PHEV电量保持模式控制策略

为了提高插电式混合动力汽车（PHEV）在电量保持下的燃油经济性,并解决插电式混合动力汽车在运行过程中动力元件效率对系统能量利用率影响的问题,制定了系统效率最优的控制策略。以PHEV关键动力部件的测试数据为基础,建立发动机、驱动电机、无级变速器（CVT）以及动力电池等关键部件的效率数值模型,并考虑了温度及荷电状态（SOC）对动力电池充放电功率的影响。设计以混合动力系统效率最优为适应度评价函数,将CVT速比、发动机转矩作为优化变量,以车速、加速度和SOC为状态变量,在动力性指标的约束下,运用遗传算法进行迭代寻优,PHEV的系统效率在第20代左右收敛于全局最优值。同时发动机转矩和CVT速比通过多代遗传进化,较快收敛于最佳值。将相关优化结果与车速、加速度拟合成相应的三维控制数表,综合数值建模和试验测试数据建模的方法,基于MATLAB/Simulink搭建插电式混合动力汽车整车控制策略仿真模型,采用新欧洲行驶循环工况进行仿真验证。结果表明：插电式混合动力汽车在电量保持模式下,利用遗传算法优化的系统效率最优控制策略相比优化前,动力电池SOC运行更为平稳,CVT效率有所提升,驱动电机及发动机转矩分配更为合理;百公里燃油消耗量从优化前的5.2 L降至4.5 L,燃油经济性提升了13.5%。     

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。     

串联式混合动力电动汽车复合电源系统设计

为了解决目前国内混合动力电动汽车普遍采用的是单一蓄电池供电能量存储系统,蓄电池的寿命不能最大化的利用这一问题,在混合动力结构中加入了超级电容器组,分析了超级电容的原理与特性后,在Matlab/Simulink里建立了蓄电池组与超级电容组成的复合电源系统模型,并确定了复合电源系统的拓扑结构以及各元件的选型以及参数匹配,加入复合电源控制策略,并对Advisor进行了二次开发,对比复合电源供电的车辆与单一蓄电池供电在性能与燃油经济性方面的差异。结果表明复合电源系统供电的混合动力车辆能够减小蓄电池组的大电流充放电,并且能够提高混合动力汽车的动力性和燃油经济性。     

插电式混合动力汽车简析

正1插电式混合动力汽车的优缺点分析目前,国家对新能源汽车给出了明确的定义,即新能源汽车包括插电式混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车。传统的混合动力汽车由于能量密度较低(动力电池容量一般低于1.5 kWh),因而不需要外接充电,仅籍由制动时回收动能为动力蓄电池充电或利用车辆在低速行驶时发动机的多余功率通过发电机(电动机反转)为动力电池充电。如图1所示,插电式混合动力汽车可以行驶在纯电动模     

PHEV电池配置和能量管理的协同优化

在已知工况下,文章针对一款插电式混合动力汽车进行单体电池数量与功率分配的协同优化,以提高燃油经济性。采用凸优化算法作为优化方法,总成本中加入电池衰减成本,以进行电池配置和能量管理的共同优化。文章基于MATLAB进行仿真,结果表明,文章所采用的优化算法可以有效的降低能耗。     

混合动力汽车的控制策略研究

对混合动力汽车的控制策略研究现状及其发展趋势进行了介绍和分析。混合动力汽车的控制策略及结构决定了整车的行驶性能。控制策略不仅仅要实现整车最佳的燃油经济性,同时不要兼顾发动机排放、蓄电池寿命、驾驶性能、各部件可靠性及整车成本等多方面要求。并针对混合动力汽车名部件的特性和汽车的运行式况,使发动机、电机、蓄电池和传动系统实现最佳匹配,兼顾了上述各方面要求的优化控制策略是今后的一个研究重点。     

Economic value and utility of a powertrain system for a plug-in parallel diesel hybrid electric bus

This research is the first to develop a design for a powertain system of a plug-in parallel diesel hybrid electric bus equipped with a continuously variable transmission (CVT) and presents a new design paradigm of the plug-in hybrid electric bus (HEB). The criteria and method for selecting and sizing powertrain components equipped in the plug-in HEB are presented. The plug-in HEB is designed to overcome the vulnerable limitations of driving range and performance of a purely electric vehicle (EV) and to improve fuel economy and exhaust emissions of conventional bus and conventional HEBs. The control strategy of the complicated connected propulsion system in the plug-in parallel HEB is one of the most significant factors in achieving higher fuel economy and lower exhaust emissions of the HEV. In this research, a new optimal control strategy concept is proposed against existing rule-based control strategies. The optimal powertrain control strategy is obtained through two steps of optimizations: tradeoff optimization for emission control and energy flow optimization based on the instantaneous optimization technique. The proposed powertrain control strategy has the flexibility to adapt to battery SOC, exhaust emission amount, classified driving pattern, driving condition, and engine temperature. The objective of the optimal control strategy is to optimize the fuel consumption, electricity use, and exhaust emissions proper to the performance targets. The proposed control strategy was simulated to prove its validity by using analysis simulation tool ADVISOR (advanced vehicle simulator).     

燃料电池电动汽车能量管理系统研究

提出多能源燃料电池加镍氢电池及超级电容燃料电池电动汽车混合动力系统的方案,并设计了动力系统结构。通过比较车载3种能源,给出了动力总成控制系统结构,重点对能量管理系统进行优化,采取燃料电池发动机输出功率预测控制策略,减少了其输出功率的频繁波动。仿真结果证明能量管理策略可行。     

插电式混合动力汽车碰撞安全性能设计开发

在对插电式混合动力汽车的发动机、燃油箱和动力电池、电机、高压电路等关键零部件进行相关的碰撞安全性能开发时,不仅需要考虑传统燃油车的碰撞安全标准要求,同时还要考虑电动汽车动力电池安全相关的碰撞标准要求和电安全设计防护。文章首先分析了相应的碰撞试验法规,结合上汽某插电式混合动力汽车整车布置方案,针对其特殊结构重点研究其追尾碰撞和侧面柱碰撞工况,在考虑传统汽车结构和乘员安全的基础上,对动力电池、高压电系统等电安全进行了分析。文章对研究插电式混合动力汽车的碰撞安全,具有一定的指导意义。     

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.     

Development of equivalent fuel consumption minimization strategy for hybrid electric vehicles

Power distribution between an internal combustion engine and electric motors is one of main features of hybrid electric vehicles that improves their fuel economy. An equivalent fuel consumption minimization strategy can instantaneously identify the optimal power distribution by converting the battery power into the equivalent fuel power and minimizing the overall fuel consumption. To guarantee the effectiveness of the strategy, it is essential to find the proper value of the conversion factor used to obtain the equivalent fuel power. However, finding the proper value is not a straightforward process because it is necessary to consider the overall power conversion efficiencies and battery charge sustaining strategy for the target driving cycle in advance. In this study, a model-based parameter optimization method is introduced to find the optimal conversion factor. A hybrid electric vehicle simulation model capable of estimating fuel consumption was developed, and the optimal conversion factor was discovered using a genetic algorithm that evaluates its population members using the simulation model. A series of simulations and vehicle tests was conducted to verify the effectiveness of the optimized strategy, and the results show a distinct improvement in fuel economy.     

系统综合效率优化的插电式混合动力车辆的能量管理策略

为了提升插电式混合动力汽车(PHEV)的动力系统的真实能效,从综合能效最优的角度,研究了插电式混合动力系统能量管理策略。针对系统综合效率的时变性和耦合性,建立了系统效率评价模型,对电池储存电能的效率进行评价和动态修正,以系统综合效率最优为目标,结合粒子群优化算法,构建了能量管理策略。基于GT-Suite和Simulink联合仿真平台,分析了对能量管理策略的应用效果。结果表明:在连续2个“全球统一轻型汽车测试循环(WLTC)”下,与未考虑综合能效的能量管理策略相比,综合能耗降低了10.6%;优化后发动机和电机工况分布均更加合理,且在不同的工况下均能有效降低系统能耗。因此,该能量管理策略能提高插电式混合动力系统能效。     

Simulation of a powertrain system for the diesel hybrid electric bus

The plug-in hybrid electric bus (HEB) is designed to overcome the vulnerable driving range and performance limitations of a purely electric vehicle (EV) and have an improved fuel economy and lower exhaust emissions than those of a conventional bus and convention HEBs. The control strategy of the plug-in parallel HEB??s complicated connected propulsion system is one of the most significant factors for achieving a higher fuel economy and lower exhaust emissions than those of the HEV. The proposed powertrain control strategy has flexibility in adapting to the battery??s state of charge (SOC), exhaust emissions, classified driving patterns, driving conditions, and engine temperature. Simulation is required to model hybrid powertrain systems and test and develop powertrain control strategies for the plug-in parallel HEB. This paper describes the simulation analysis tools, powertrain components?? models and modifications, simulation procedure, and simulation results.     

考虑燃料电池衰退的FCHEV反馈优化控制策略

为了提高插电式燃料电池混合动力汽车的经济性和燃料电池耐久性，在构建燃料电池衰退模型的基础上，制定等效氢气消耗最小（ECMS）的反馈优化控制策略。ECMS反馈优化控制策略中目标价值函数的等效氢气消耗除包括燃料电池氢气消耗和动力电池等效氢气消耗外，还将燃料电池开路电压衰退转化成等效的氢气消耗加入到目标价值函数之中，以电机需求功率P_m、动力电池SOC值为状态变量，动力电池目标功率为控制变量，取使目标价值函数最小的动力电池目标功率作为参考动力电池目标功率输出，并根据反馈的燃料电池电压衰退速率对燃料电池系统输出功率限制变化值ΔP_f进行动态调整，最终得到燃料电池目标功率。通过MATLAB/Simulink建立插电式燃料电池汽车前向仿真模型，采用城市道路循环（UDDS）工况进行验证。研究结果表明：相比基于规则的能量管理策略，电量保持（CS）阶段采用ECMS反馈优化控制策略，氢气消耗量降低2.6%，同时燃料电池的开路电压衰退降低4.1%，基于ECMS的反馈优化控制策略相比基于规则的能量管理策略在高效区间的工作点占比更高；与ΔP_f分别为1，2，3 kW时相比，采用燃料电池系统电压衰退速率反馈调节ΔP_f策略的氢气消耗量为0.105 3 kg，相比ΔP_f为1，2 kW的氢气消耗量（0.121 3，0.110 2 kg）有明显优化，接近ΔP_f为3 kW的氢气消耗量（0.102 9 kg），同时燃料电池电压衰退速率有明显的减小，整车经济性与燃料电池耐久性都得到了改善。     

基于烟花算法的PHEV能量管理策略参数优化

为改善插电式混合动力汽车(PHEV)的燃油经济性,提出一种基于规则的能量管理策略。结合智能网联汽车技术,利用烟花算法(FWA)结合系统约束条件,对能量管理策略参数进行优化,以求使车辆在变化的路况下能耗最低。为减轻沉重运算负荷,设计了一种事件触发机制来控制优化操作的启停。当车辆油耗超过预设上限则开始优化,一旦油耗满足预设下限则优化结束。在中国典型城市工况下,验证了该策略的有效性及优化性能。结果显示:较优化前的能量管理策略,该方案可使PHEV燃料消耗降低10%。从而,使燃油经济性明显提升。