城市用电动汽车建模与仿真研究

为实现保护城市环境的目标。开发低排放和零排放的电动汽车成为必然。文中对各种电动汽车的特点进行了研究，得出当前只有串联式混合动力电动汽车才是理想的城市用电动汽车。根据城市用车的特殊要求，通过分析城市用混合动力电动汽车各子系统的工作原理，建立了相应的数学模型，在此基础上采用建模仿真工具MATLAB／Simulink建立了整车仿真模型，并进行了纯电动和混合动力行驶工况下的仿真分析。结果表明。所确定的参数合理，控制策略切实可行，能够满足城市用车的要求。     

混合动力汽车整车控制器硬件电路与CAN总线通信的设计开发

设计开发了一种基于CAN总线的并联式混合动力整车控制器,包括硬件的模块化设计、底层驱动软件设计及CAN总线的应用。混合动力总成硬件在环仿真试验表明,该控制器功能强大、性能可靠,准确实现了并联式混合动力汽车的整车控制功能。     

混合动力电动汽车整车热管理控制器硬件需求分析

本文通过对纯电动汽车和插电混合动力汽车的整车热管理系统需求分析,依据热管理系统原理设计和控制方案实现要求,梳理出对整车控制器的硬件需求,为企业进行新能源整车控制器硬件平台开发提供参考。     

混合动力轻型客车动力系统设计与分析

以电能为主动力源的混合动力汽车具有节能环保优点。本文研究了串联式混合动力轻型客车的结构特点和布置形式,对整车结构参数、电动机参数、电池组容量参数等进行了匹配设计;基于电动汽车仿真软件ADVISOR在标准城市路况下进行模拟仿真,结果表明动力性和经济性符合设计要求,达到了预期的动力性能。     

混合动力汽车整车控制器开发与试验

基于飞思卡尔公司的双核微控制器9S12XDT512开发了一款通用的混合动力汽车（HEV）整车控制器（VehicleControl Unit-VCU）,设计时考虑硬件的通用性,使之能够适用于多种混合动力汽车的整车控制。为验证VCU功能,本文以某款并联混合动力公交车为控制对象,在基于dSPACE的硬件在环仿真系统上进行了一系列仿真试验。试验结果表明：VCU能够准确地控制整车实现混合动力工作状态,进而验证了VCU硬件的有效性。     

基于MPC555的混合动力电动汽车整车控制器硬件系统设计

介绍了一种基于32位MPC555微控制器的并联式混合动力电动汽车整车控制器(HCu)硬件系统的设计。阐述了几个重要模块的电路原理和系统的电磁兼容性设计方法。给出了利用硬件在环仿真测试和发动机台架试验进行硬件系统功能验证的结果。试验证明,所开发的HCU工作可靠、能够实现目标控制功能。     

并联式混合动力电动汽车动力总成控制器硬件在环仿真

通过对EQ6110并联式混合动力城市客车的动力总成系统结构和控制系统的分析,研制开发了用于并联式混合动力电动汽车(PHEV)的动力总成控制器设计开发的硬件在环仿真系统;详细介绍了动力总成各个部件仿真模型的建立,包括发动机模型、电机模型、动力电池模型以及传动系统模型等;通过Matlab/Simulink的建模,运用dSPACE实时计算系统成功地构建了PHEV多能源动力总成控制器的硬件在环仿真系统;最后进行了PHEV动力总成控制器硬件在环仿真的测试试验研究。     

基于ADVISOR二次开发的混合动力越野车仿真分析

针对混合动力越野车性能仿真需求,考虑到ADVISOR不能提供变化路面条件和不同环境条件下的仿真分析,对ADVISOR进行了二次开发。通过修改ADVISOR中整车模型、车轮模型和部件模型,增加滚动阻力系数模型、车轮滑转率与附着系数模型和蓄电池温度模型,建立了串联式混合动力越野车仿真系统。对某在研国产串联式混合动力越野车的整车性能进行了仿真分析。仿真结果表明,不同的路面条件和环境条件对混合动力车的各种性能有较大影响。     

《汽车工程》2005年（第27卷）1～6期总目次

期次/起始页码论文2005001用于燃料电池系统控制的快速控制原型ECU的研发1/72005002影响并联式混合动力电动汽车发动机在高效区工作的因素1/112005003混合动力电动汽车车上CAN网络设计实时性分析1/162005004基于MPC555的混合动力电动汽车整车控制器硬件系统设计1/212005005电动汽车能量回馈的整车控制1/242005006基于BP神经网络的发动机排放预测1/282005007电喷汽油机爆燃控制的策略及试验研究1/312005008我国车用压燃式发动机排放水平及现状分析1/352005009可变喷嘴增压器与增压柴油机的匹配试验研究1/402005010汽车碰撞行人交通伤害…     

一种新型电动汽车整车控制器快速检测方案

电动汽车整车控制器VCU是电动汽车(混合动力汽车、纯电动汽车)的中央控制单元,是整个控制系统的核心,负责车辆的驱动力矩的控制、制动能量回馈控制、整车能量管理、CAN网络维护与管理、故障诊断与处理、车辆状态监测等,保证整车在较好的动力性、较高经济性及可靠性的状态下正常稳定地工作。整车控制器的品质稳定性对整车运行和安全起到重大作用。为了满足生产节奏,整车控制器快速检验设备成为了品质检验的必备工具。本文介绍对整车控制器快速检验设备的开发及应用。     

燃料电池混合动力汽车能量控制策略仿真研究

燃料电池客车采用多动力源的动力系统结构，需对其能量流动进行有效的控制。文章探讨了动力系统驱动模式下的3种能量分配控制策略，以及在再生制动模式下的一种简单的能量回馈控制。在ADVISOR软件平台上建立了控制策略和整个系统的仿真模型，并基于性能评估函数对汽车性能进行了分析。仿真结果表明，再生制动可以提高整车燃油经济性达20％，与恒压和离线能量分配相比，在线能量分配下燃油经济性好、蓄电池SOC波动小，但要精确估计蓄电池SOC，可能使其性能比预期的低。     

纯电动公交车返站SOC的正态性分析

分析了影响纯电动公交车返站SOC的主要因素，利用世博运行工况下采集的纯电动公交车的返站SOC。采用SPSS软件的K—S检验法和P-P概率图法验证了纯电动公交车返站SOC是一个满足正态分布的随机变量。     

Active regulation of battery charge-sustaining in ECMS: Application in energy management for engine waste heat recovery system

Equivalent consumption minimization strategy (ECMS) is a widely used energy management method in the battery equipped bio-sources energy system, in which an equivalence factor is adopted to weigh the two kinds of energy, usually fuel and electricity. The regulation of the equivalence factor will affect not only the fuel consumption but also the battery's state of charge (SOC) sustainability, which results great influence upon the energy management of the system. In this paper, a new perspective of treating the relationship between the equivalence factor and instantaneous fuel consumption as well as instantaneous electricity consumption as a first-order dynamic system is proposed, thus the relationship between the equivalence factor and SOC is deduced as a second-order dynamic system. Based on the perspective, a linear second-order Active Disturbance Rejection Control (ADRC) is employed to regulate the equivalence factor, which can estimate and compensate, in real-time, disturbances in the system from input-output information only. An engine waste heat recovery energy network constructed by <engine> - <power turbine> - <Organic Rankine Cycle System> - <electric cooling system> - <battery> - <Integrated starter and Generator> is selected as the research object, simulation verifications upon 11 different driving cycles based on the simulation platform established by GT-SUITE software are conducted to test the fuel-saving capability and SOC self-sustainability by the proposed approach with a same set of tuning parameters. Simulation results indicate that both the fuel-saving capability and the SOC self-sustainability can be ensured by the active control of equivalent factor with a same set of tuning parameters upon all the 11 driving cycles, demonstrating a great adaptability of the control parameters.     

Advanced hybrid energy storage system for mild hybrid electric vehicles

Hybrid electric vehicles (HEV) utilize electric power and a mechanical engine for propulsion; therefore, the performance of HEVs is directly influenced by the characteristics of the energy storage system (ESS). The ESS for an HEV generally requires high power performance, long cycle life, reliability and cost effectiveness; thus, a hybrid energy storage system (HESS) that combines different types of storage devices has been considered to fulfill both performance and cost requirements. To improve the operating efficiency and cycle life of a HESS, an advanced dynamic control regime in which pertinent storage devices in the HESS can be selectively operated based on their status is presented. Verification tests were performed to confirm the degree of improvement in energy efficiency. In this paper, an advanced HESS with a battery management system (BMS) that includes an optimal switching control function based on the estimated state of charge (SOC) is presented and verified.     

纯电动汽车动力锂电池SOC估计策略综述

电池管理系统(BMS)采用了防止电池过放电和过充,提供电池均衡控制,能够实现新能源汽车动力锂电池的最佳利用和保护。电池管理系统实时精准估算电池电荷状态(SOC)是提高电动汽车续航里程和延长寿命的关键。然而,SOC不能直接测量,动力电池的充、放电又是一个复杂过程,导致目前现有的SOC估算策略很难精确地估算出实时在线SOC值。因此,如何提高SOC估算精度是当下BMS领域的研究热点。本文通过对各种SOC估算方法进行文献综述,分析和总结各个SOC估算方法的原理及优缺点,提出SOC估计策略未来发展趋势。     

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%。     

电磁馈能式悬架方案设计与节能分析

电磁馈能式悬架是一种能够回收汽车垂直振动能量的新型悬架系统.阐述了电磁馈能式悬架的工作原理、结构及设计方案,并建市了电磁馈能式悬架模型.运用CARSIM及MATLAB/SIMULINK等仿真软件,分析了电磁馈能式悬架的节能情况.结果表明,电磁馈能式悬架能够在一定程度上回收振动能量.经分析可知,结构阻尼、馈能元件阻尼器及充电电路性能是影响馈能元件能量回收效率的主要因素.     

基于小波变换-模糊控制的复合电源能量管理

以锂电池-超级电容构成的复合电源电动汽车为研究对象,在满足动力性能的前提下,为实现超级电容在合理的荷电状态（SOC）下承担高频率信号,且锂电池承担低频率信号的目标,建立了实时小波变换-模糊控制的能量管理控制策略。基于Matlab/Simulink和ADVISOR软件搭建整车模型,并在NEDC循环工况下进行仿真测试。仿真结果表明,与单一锂电池相比,在小波变换-模糊控制策略下,复合电源锂电池的驱动峰值电流降低了20.68%,寿命提高了16.74%。搭建了按一定比例缩小的复合电源系统试验平台,并在NEDC工况下进行试验验证。结果表明,小波变换-模糊控制策略对复合电源电动汽车的能量管理具有良好的控制效果。     

基于虚拟仪器的瞬时转速测试与分析

应用虚拟仪器技术开发了由LabVIEW,NI—PXI—6259多功能数据采集卡等构成的瞬时转速测量系统,运用直接模数转换法对YN30高压共轨柴油机瞬时转速进行了测试,得出其瞬时转速的变化规律:当发动机平均转速一定时,瞬时转速波形的幅值随负荷的增加而增大;当发动机负荷一定时,瞬时转速波形的幅值随转速的升高而降低;当发动机工况相同时,其瞬时转速波形的幅值随大气压力的升高而增大。     

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。