分布式驱动电动汽车转矩节能优化分配

为了提高分布式驱动电动汽车的经济性和续航里程,对4个轮毂电机驱动转矩优化分配问题进行研究。通过轮毂电机台架试验得到轮毂电机的驱动效率特性,分析转矩优化分配实现节约整车能耗的可行性;建立侧重提高电机效率的目标函数,使电机转矩处于电机效率Map图中的高效区;建立侧重提高电机响应速度的目标函数,减小转矩分配瞬间电流波动过大带来的能耗;基于模糊理论设计以电机效率为变量的权重函数,实时调节权重来协调2种目标函数,提出一种转矩节能优化分配方法,得到最优的轴间转矩分配系数。在后轴驱动、平均分配、优化分配3种分配方式下进行整车能耗的ECE城市循环工况对比仿真分析。结果表明：提出的节能优化分配方法通过实时优化驱动电机的转矩,避免了电机工作在转矩过大和过小的低效区,提高了整个驱动系统的能量利用率,相比于后轴驱动和平均分配整车能耗效率提高了5.91%和10.54%;实车试验验证了转矩节能优化分配算法的节能效果,优化分配相比另外2种分配方式整车能耗效率分别提高了3.66%和8.58%。     

电动汽车驱动用IPM电机全工况控制策略整合

建立了一套完整的电动汽车驱动控制算法,以便在满足电机大转矩启动、高效率运行、宽范围调速的前提下,使电动汽车的动力自动适应不同的行驶工况。在凸极式永磁(IPM)同步电机启动、运行、调速等矢量控制策略的前期研究基础上,整合了面对不同行驶工况的驱动电机控制算法;利用矢量控制的电压限制和电流限制,在IPM电机的不同运行区域,在不同控制策略之间,可随工况变化而相互切换。在电动汽车实际负载、工况条件下,搭建仿真模型和实验平台。结果表明:该切换算法实现了不同工况对应控制策略的平滑切换条件和控制策略。因而,验证了这种全工况控制策略整合的有效性和可行性。     

双电机耦合驱动电动汽车驱动模式划分与优化

为充分发挥一款双电机耦合驱动系统电动汽车(DMCP-EV)多驱动模式的节能优势,制定了基于系统效率最优的驱动模式控制策略。根据该双电机耦合驱动系统的结构特点,定义了电机4种驱动模式并分别建立其动力学驱动模型和系统效率模型。在满足动力性要求的前提下,分析并划分了各驱动模式的工作范围,以系统效率为优化目标,采用粒子群优化算法进行优化,获得最佳的驱动模式切换控制和转矩分配策略。开展了Matlab/Simulink仿真和硬件在环试验验证。结果表明,经系统效率优化的驱动模式在满足动力性要求的前提下,有效提高了双电机耦合驱动系统的经济性,能耗降低11%。     

基于PSO的新型双电机多模式驱动系统转矩分配策略优化EI北大核心CSCD

本文中对一款装备新型双电机多模式驱动系统的电动汽车进行转矩分配优化。根据双电机多模式驱动系统的特点,建立整车模型,划分不同模式的工作范围,在满足动力性的前提下,面向系统效率,制定基于粒子群优化算法的转矩分配与模式切换策略,并采用离线与在线相结合的方法提高系统的实时响应速度。在Matlab/Simulink建立仿真模型进行仿真并开展硬件在环试验验证,结果表明:系统的平均效率比传统的模式切换策略高3%;能耗比基于遗传算法的转矩分配策略减少11.28%。     

基于制动力变比值优化分配算法的电动汽车再生制动控制策略研究

提出一种根据电机转矩特性分配电动汽车前轴制动力的再生制动控制策略。为了验证该控制策略的有效性,在Matlab/Simulink环境下通过试验数据与数学模型相结合的方法,搭建了电动汽车再生制动系统的仿真模型,同时选择典型的UDDS与NEDC城市道路循环工况进行仿真。结果表明,与固定比值的制动力分配方式相比,在UDDS城市道路循环工况下,回收能量提高了7.98%,电池组SOC提升了1.54%;在NEDC城市道路循环工况下,回收能量提高了10.19%,电池组SOC提升了2.39%。     

电动四驱混合动力车的模式切换平稳性研究

针对一种新型新能源混合动力车的构型,为实现混合动力电动汽车纯电动模式与发动机模式平稳的切换,文中提出和探讨了一种新的控制策略算法。该算法首先对模式之间的切换过程进行了分析,重点分析了由纯电动模式向发动机驱动模式切换的电机辅助的协调控制策略,避免了切换过程易导致的转矩波动问题,并利用AVL／Cruise及Matlab联合仿真平台进行了建模仿真研究。仿真分析结果表明,此算法可实现电动四驱混合动力汽车模式切换的平稳性。     

CVT式耦合系统的混合动力汽车电机起动发动机性能研究

针对CVT式新型耦合系统混合动力汽车在模式切换过程中出现动力源输出扭矩波动过大的问题进行模式分析。划分工作模式区域,确定模式切换条件及相应动力源的目标扭矩。研究发动机和电机目标扭矩动力协调控制算法,制定模式切换过程中CVT速比控制策略。用Simulink搭建仿真模型进行仿真分析,并采用台架试验进行验证。结果表明,采用该扭矩协调控制策略能有效降低模式切换过程中的扭矩波动,提高了模式切换的品质。     

双电机驱动电动汽车再生制动控制研究

为提高纯电动汽车再生制动过程中的能量回收率,文章以某一前、后双电机驱动的纯电动汽车为对象,针对纯电动汽车再生制动过程中机械制动力与电机制动力的分配进行研究,合理的分配前、后轴上机械制动力与电机制动力各自的比例,并引入相关影响因子对电机制动力进行修正,制定了经济性控制策略,最后用Simulink和Cruise软件进行联合仿真。结果表明,采用经济性控制策略能够提高制动能量回收率,且在车速波动更为频繁的城市工况下更有利于电动汽车回收制动能量。     

浅谈再生制动能量回收技术

电动汽车续驶里程不足是制约电动汽车产业化发展的主要瓶颈,因此在有限车载能源情况下,提高电动汽车运行效能具有重要意义。尤其是电动城市客车运行在低速、制动频繁的城市工况,能量利用率提升空间更为客观。电动城市客车运行能效关键技术涉及:电池SOC的准确估算、驱动电机效率优化控制和再生制动能量回收。而其最主要的则为再生制动能量的回收,通过制定合理的优化法案、控制策略以及基于此基础上的一些高效的系统和技术方法来提升汽车的效能。     

AMT驱动构型对纯电动客车综合性能影响研究

为研究自动机械式变速器（AMT）驱动构型对纯电动客车综合性能的影响，以12 m电机直驱纯电动城市客车为研究对象，装备3挡AMT并对驱动电机重新选型，利用NSGA-Ⅱ多目标优化算法以0~50 km·h^-1加速时间最短和中国典型城市工况（普通道路和快速道路）下行驶能耗最低为目标对变速箱传动比进行优化，并制定基于车速和加速踏板开度的双参数动力性与经济性换挡规律，在中国典型城市工况不同道路下，采用2种换挡规律对整车驱动能耗与制动能量回收进行仿真，并利用最大爬坡度及加速时间对整车动力性能进行分析。研究结果表明：与原电机直驱构型下整车性能相比，AMT驱动构型在将驱动电机峰值转矩降低68.4%后，最大爬坡度从20.07%提高到20.3%，0~50 km·h^-1加速时间从14.19 s增加到18.69 s，整车动力性虽满足要求，但加速时间增加了31.7%；其驱动能耗有所降低，但制动能量回收能力有所减弱，且二者都受行驶工况和换挡规律的影响，普通道路行驶时，经济性和动力性换挡规律百公里驱动能耗分别降低了1.55%和0.55%，百公里制动能量回收分别减少了1.35%和1.53%，百公里综合能耗分别降低了-0.12%和1.62%，快速道路行驶时，经济性和动力性换挡规律百公里驱动能耗分别降低4.78%和3.72%，百公里制动能量回收分别减少了1.53%和5.1%，百公里综合能耗分别降低了5.63%和3.35%。可见，纯电动客车采用AMT驱动构型时，需综合考虑车辆设计要求及行驶工况与换挡规律的影响。     

四轮轮毂电机驱动电动汽车无刷电机控制算法的研究

在分析四轮驱动轮毂电机电动汽车不同电机控制算法优缺点的基础上,提出了一种新的多模式电机控制算法.该算法对高速驱动采用矢量控制或六步换相控制;低速驱动和制动采用正弦波电压或矢量控制.针对轮毂电机多模式控制的复杂性,采用了Matlab/Simulink的Stateflow工具箱实现控制模式切换,整车控制算法在Matlab/Simulink环境下实现,并通过全自动代码生成下载到MPC5633M单片机中,保证了电机多模式控制的可靠切换.仿真和试验结果证明了这种算法的可行性,电机噪声降低,整车性能提高.     

基于制动意图识别的增程式重型商用车复合制动控制策略

为了提高增程式重型商用车制动能量回收率和制动性能,通过分析大量实车制动数据,以制动踏板位移和制动踏板位移变化率为输入设计制动意图的模糊推理规则,采用LQV神经模糊系统建立制动意图识别模型;在制动力分配要求、电机再生制动约束、蓄电池约束等约束条件下,基于制动意图识别建立机-电复合制动控制策略,并通过60km·h~(-1)初速单次制动工况仿真、中国典型城市公交工况(CCBC工况)仿真和实车试验验证复合制动控制策略的性能。研究结果表明:提出的复合制动控制策略能够准确识别驾驶人的制动意图,优化制动力分配,提高制动能量回收率;其中60km·h~(-1)初速单次制动工况下轻度制动和中度制动的能量回收率分别为19.05%和15.69%,CCBC工况下制动能量回收率达到了16.65%;提出的复合制动控制策略能够满足实车制动需求,在30km·h~(-1)初速单次制动工况下轻度制动和中度制动时,蓄电池SOC分别上升了0.019%和0.011%。因此,基于制动意图识别的复合制动控制策略能够显著提高电动汽车的能量利用效率,是一种提升电动汽车经济性的有效方法。     

电动汽车机电复合制动力分配策略

对某电动汽车机电复合制动系统进行了研究,制定了电动汽车机电复合制动系统的结构方案。依据ECE-R13法规与最大电机制动力限制,确定机电解耦门限值,对小强度制动、中强度制动及紧急制动3种不同工况分别制定了不同的再生制动与液压制动控制策略,并进行仿真与试验验证。结果表明,在小强度制动时电机可满足驾驶员的需求制动力,并且能量回收率能够达到25%;在中强度制动时电机以最大制动力进行制动并且在最大回收能量的同时能够使该系统满足制动性能,能量回收率能够达到74%;在紧急制动时为了制动安全应迅速将电机制动力撤出。该复合制动系统能够有效地吸收再生制动能量,同时也能满足车辆的制动性能。     

双电机串联驱动PHEV 能量管理策略研究

为使插电式混合动力汽车(PHEV)拥有更好的经济性,文章提出一种以行星齿轮为动力耦合机构的双电机PHEV构型,实现了多种工作模式,避免了传统单电机构型下模式单一、效率低下问题。在此构型的基础上进行工作模式的划分与制定,能量管理策略的搭建。基于MATLAB/Simulink搭建整车模型及控制策略,对所建模型的准确性以及所提策略的有效性进行验证。仿真结果表明:在NEDC工况测试下,该构型车辆工作模式切换正确,可有效提升续驶里程,节能效果显著。     

并联混合动力客车行车充电控制规则的研究

以一款ISG并联混合动力客车为对象,对比现存的两种系统效率最优控制算法,并提出一种改进控制算法。应用这3种算法确定行车充电模式切换规则和转矩分配规则,并进行对比仿真和硬件在环试验验证。结果显示,所提出的系统效率最优行车充电控制规则进一步提高了整车经济性;该规则在发动机低效工况行车充电,以相对高效的方式适度发电,既避免了大量能量的二次转化,又通过电机驱动替代发动机低效工作而实现节油。采用该控制规则时车辆的能量经济性比采用其他两种控制规则时分别提升了13%和20%,在验证了控制规则合理性的同时为系统效率最优控制算法的研究和应用提供了参考。     

电动汽车驱动系统再生制动特性分析与仿真

电动汽车行驶时对能量的需求以及延长续驶里程要求驱动电机具有再生制动能力,既可以提供制动力,又可以将制动过程中的能量回收。通过对汽车制动模式及其产生的能量进行分析。以永磁无刷直流电机系统在作电动汽车动力时实现电气制动为控制策略,仿真了回馈制动,并对仿真结果进行了分析、探讨。结果表明,再生制动的算法是可行的,能满足能量回收要求。     

基于功能安全的分布式驱动电动汽车前轮失效补偿控制

分布式驱动电动汽车可以实现四轮转矩分配和差动转向,提升整车的动力学控制性能和经济性,但是四轮转矩独立可控的特点也对功能安全提出挑战。当前轮单侧电机出现执行器故障失效情况时,不仅会产生附加横摆力矩降低车辆安全性,差动转向功能的存在还会使车辆严重偏航。基于此,在设计分布式驱动-线控转向一体化底盘的基础上,基于功能安全提出一种分布式驱动电动汽车前轮失效补偿控制策略。首先建立分布式驱动失效动力学模型,分析前轮失效对车辆状态的影响机理,发现单一的驱动转矩截断控制无法满足车辆状态修正需求;其次设计一套备用的线控转向结构,通过变截距滑模控制算法提高切换状态下线控转向系统的转角跟踪性能,并用台架试验验证跟踪的准确性;然后设计自适应失效诊断观测器实时诊断驱动系统的电机故障,在将对应轮进行驱动转矩截断后,通过模型预测控制算法对车轮转矩重新分配实现纵向和侧向的状态跟踪;最后通过仿真和实车试验验证所提失效补偿控制策略的有效性和可用性。研究结果表明：分布式驱动电动汽车前轮单侧电机失效后,备用的线控转向系统能及时矫正前轮转角,所提出的失效补偿控制策略能够快速恢复车辆的稳定性和路径跟踪能力。     

机电无级传动混合动力驱动系统的模式切换协调控制

开发了一种由双转子电机和双排行星齿轮机构组成的机电无级传动混合动力驱动系统,建立了整车动力学模型,提出了"转矩分配+发动机转矩估计+电动机转矩补偿+补偿系数修正"的协调控制策略;最后分别对由纯电动模式切换到混合驱动模式的定工况和全工况进行仿真,结果表明:所提出的控制策略能有效地抑制驱动模式切换过程中因不同动力源动态特性差异所造成的整车纵向冲击,提高了汽车行驶平顺性。     

并联式HEV制动能量回收控制策略的仿真研究

以某并联混合动力电动汽车为研究对象，提出了一种用于汽车制动过程中制动能量回收的控制策略，并利用在MATLAB／Simulink平台上建立的仿真模型和Advisor仿真软件对控制策略进行了仿真分析。仿真结果表明，在各种工况下车辆的能量利用率都有明显的提高，验证了所提控制策略的有效性。     

双电机驱动电动汽车再生制动控制策略研究

以能量回收最大化为目标,提出一种双电机驱动电动汽车再生制动模糊控制策略,通过分析再生制动原理,考虑ECE法规、理想制动力分配曲线、电机、电池功率等约束,利用模糊控制理论确定电机制动所占比例,在保证制动方向稳定的前提下,合理分配前、后轴制动力,协调机电复合制动力。利用MATLAB/Simulink对控制策略进行不同工况下的仿真和硬件在环试验验证,结果表明:所设计的控制策略可实现机电复合制动系统的协调工作,有效延长续驶里程。