计及发动机冷热效应的插电式混合动力汽车最优控制策略研究

为了缩短发动机的冷机工作时间,降低发动机的油耗和排放,以计及发动机冷热效应的燃油消耗最小为目标函数,依据庞特里亚金极小值原理建立了Hamilton函数,对目标泛函进行求解,获得了计及发动机冷热效应的最优控制策略,并将该控制策略分别与CD-CS模式控制策略和忽略发动机冷热效应的最优控制策略进行了比较.研究结果表明:计及发动机冷热效应的最优控制策略与CD-CS模式控制策略相比可使整车百公里油耗降低9.64％;与忽略发动机冷热效应的最优控制策略相比,可使整车百公里油耗降低2.34％,使三元催化器的起燃时间缩短21.3％;该策略可使插电式混合动力汽车具有更好的燃油经济性和排放性.     

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%。     

基于近似ECMS策略的HEV自适应规则能量管理控制研究

为解决当前等效燃油消耗最低策略实时性差的问题,寻求一种近似ECMS的规则控制策略,建立ECMS控制模型,分析等效因子、等效油耗和分配转矩之间的关系,获取ECMS策略下转矩分配的定性规律。基于此规律提出一种基于分段线性SOC反馈的自适应规则策略,并在自定义循环工况下对提出的自适应规则控制策略与传统控制策略进行仿真对比,结果表明:提出的控制策略具有良好的SOC控制能力,与传统规则策略比较,燃油消耗降低了16.37%。搭建硬件在环试验系统,对自适应规则能量管理控制策略进行试验验证,结果表明:所提出的控制策略具有较好的实时性、稳定性和准确性,可应用于实车控制。     

基于PMP的Plug-in柴电混合动力汽车油耗与排放最优控制策略

综合考虑电池和SCR催化器在低温环境下的工作特性,针对低温下温度对Plug-in柴电混合动力汽车性能的影响,提出最短时间控制和燃油消耗最少问题。以SCR起燃温度和电池正常工作温度时间最短为优化目标,以电池温度、电池荷电状态(State of Charge,SOC)和SCR催化器温度为状态变量,利用极小值原理求得最优控制策略。通过仿真对比规则控制策略,分析了在不同低温条件下基于庞特里亚金极小值原理(Pontryagin’s Minimum Principle,PMP)的最短时间和最少油耗与排放优化控制策略对整车油耗和排放的影响。     

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％.     

四驱混联电动汽车的燃油经济性优化

从等效燃油量出发,建立了四驱混联电动汽车在充/放电模式下的等效模型。控制发动机工作在最经济区域,以等效燃油消耗率为优化目标函数,寻求出整车燃油消耗量最低的理想操作线。通过仿真和台架试验得到燃油经济性优化结果,结果表明理想操作线决定了发动机和各个电机的最佳控制值,可使车辆系统的效率最高,油耗最低。     

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%。     

基于增益功率燃油系数的HEV能量管理策略

为了优化等效燃油最小能量管理策略的节油效果，以适用于工程批量应用为导向，制定基于增益功率燃油系数的混合动力汽车(HEV)能量管理策略。基于瞬时优化原理，提出基于增益功率燃油系数的工作模式决策机制，根据电机发电或电动引起的发动机功率与燃油消耗率的变化关系，分别给出电机充电和放电模式下增益功率燃油系数的计算方法。考虑发动机扭矩瞬态快速变化对油耗的影响和电机及电池包充放电效率特性，提出发动机高效区域扭矩滞回控制方法，建立基于增益功率燃油系数的能量管理策略算法架构。基于MATLAB/Simulink搭建控制策略软件模型，通过转鼓试验台进行实车试验验证。研究结果表明：相对于等效燃油最小能量管理策略，基于增益功率燃油系数的能量管理策略提升了节油率和舒适性，在全球轻型汽车测试循环(WLTC)工况下的百公里油耗降低了约4.8%，发动机的启停次数降低了约53%；相对于有效燃油消耗率(BSFC)最优工作点控制方法，发动机高效区域滞回控制方法降低百公里油耗约1.8%；与采用基于动态规划的全局优化能量管理策略的仿真结果对比，在不能提前预知工况的条件下，制定的能量管理策略在WLTC工况与新标欧洲测试循环(NEDC)工况下的油耗与理论最优值差距均较小。     

增程式电动客车能量管理策略优化的研究

本文中对增程式电动汽车进行了能量管理策略研究。在循环工况已知的前提下,分别研究动态规划控制策略和瞬时等效燃油消耗最小策略,得到两者的行驶成本并与采用基于规则的恒温器式管理策略时的行驶成本进行比较。结果表明,动态规划控制策略和瞬时等效燃油消耗最小策略的行驶成本都比采用基于规则的策略时低。虽然动态规划策略行驶成本比瞬时等效燃油消耗最小策略更低,但因实际行驶过程中工况会有变化,很难达到最优。而ECMS控制策略可实现在线应用,兼顾了燃油经济性和实用性,比较适合作为一种可行的增程式电动客车的能量管理策略。     

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。     

功率分流混合动力全速域工作模式切换规则优化

针对某功率分流混合动力汽车,探讨了既定模式转矩分配策略未知情况下全速域工作模式切换规则的优化问题。先在既定模式转矩分配策略未知的前提下,将等效燃油消耗与样本数字特征相结合,计算了不同荷电状态（SOC）值下各工作模式在所有可行工作点的基准综合燃油消耗率。以整车燃油经济性为优化目标,确定不同SOC值下所有可行工作点的最佳工作模式,进而得出基于车速、车轮端需求转矩、SOC值的优化后全速域工作模式切换规则,以满足不同工况下的工作模式选择需求。之后,不考虑模式切换过程对整车驾驶平顺性的影响,搭建了模式切换实施模型。再以4个新欧洲驾驶循环（NEDC）工况所构成的组合工况为目标行驶工况,将优化后全速域工作模式切换规则和传统基于逻辑门限的全速域工作模式切换规则分别应用于基于规则的能量管理策略,进行了整车燃油经济性仿真与台架试验验证。仿真结果表明：在不改变既定模式转矩分配策略的条件下,与基于逻辑门限的全速域工作模式切换规则情况相比,所提出的既定模式转矩分配策略未知情况下全速域工作模式切换规则优化方法至少可使整车燃油经济性提高7.33%。台架试验结果进一步表明,该优化方法至少可使整车燃油经济性提高6.17%。由此可见,所提出的既定模式转矩分配策略未知情况下全速域工作模式切换规则优化方法对整车燃油经济性具有较好的改善效果。     

增程电动车经济性策略的建模仿真与验证

以某款增程电动车为研究对象,介绍其动力系统结构及其增程器的控制原理,阐述了提高车辆经济性的控制策略设计思路,并在Matlab平台上完成建模与仿真。通过仿真,分析出最佳燃油经济性的控制策略以及控制参数。最后,通过转毂试验,验证了该控制策略及仿真的有效性,且整车百公里油耗降低22.3%。     

车辆动力传动系建模与整车性能仿真

动力传动系性能是影响车辆动力性和燃油经济性的重要因素,而发动机数学模型是整车性能模拟计算的重要依据。文中采用最小二乘拟合法获取发动机外特性的转速一元函数,运用曲面拟合法获取基于发动机转速和转矩的二元函数万有特性模型,运用Matlab建立整车动力性与燃油经济性计算机仿真平台。数值仿真计算和道路试验结果对比表明,计算方法及仿真平台设计是正确的,模拟计算值有效、可靠。     

基于模糊控制与微粒群优化的混合动力客车控制策略的研究

为一辆混合动力客车(HEB)提出了一种模糊控制与微粒群优化相结合的控制策略.构建了以需求转矩与发动机最佳转矩之差和超级电容荷电状态为输入,以发动机转矩为输出的模糊控制器,并以等效燃油消耗为优化目标,利用微粒群算法对模糊隶属度函数和模糊控制规则进行优化.基于Matlab/Advisor建立了HEB模糊控制策略模型和整车模型,并进行HEB整车动力性和经济性分析.结果表明所提出的控制策略能够满足HEB的设计要求,等效燃油消耗量约降低了10.1%.     

燃料电池汽车行驶里程自适应ECMS策略

为提高插电式燃料电池汽车的经济性,基于等效氢消耗最小策略,通过等效系数S与行驶里程的自适应规则调整目标价值函数,以控制动力电池电能消耗速率,同时引入参考SOC进一步修正等效系数S,使行驶过程中动力电池尽可能多地获取电网电能,同时避免动力电池过度放电,从而实现控制策略对行驶里程的自适应性。通过Matlab/Simulink建立插电式燃料电池汽车仿真模型,仿真结果表明,当行驶里程超过纯电动行驶里程后,该策略能控制动力电池SOC在行驶结束时到达目标值。硬件在环对比试验的结果表明,采用里程自适应的ECMS策略时,总里程为100,150和200 km的氢气消耗量分别比基于CD-CS的ECMS策略降低8.75%,14.21%和16.63%。     

增程式电动环卫车动力系统匹配与仿真

进行增程式电动环卫车动力系统的匹配,对驱动电机、增程器和动力电池组等关键部件进行了选型和指标验证.基于Matlab/Simulink搭建了整车正向仿真模型,对增程器在恒功率模式和功率跟随模式两种控制策略下进行了百公里典型城市公交连续工况仿真.结果表明:匹配的动力系统能够满足增程式电动环卫车的工况要求;增程器能够在动力电池荷电状态下降到设定值时开启,以延长车辆的续驶里程,并能够使电池组荷电状态维持在一定的区间.从能量消耗来看,基于增程器开关运行的恒功率模式和功率随动模式在我国典型城市公交工况下的平均等效百公里油耗分别为28.70 L和29.51 L,即恒功率模式的等效百公里燃油消耗比功率跟随模式的等效百公里燃油消耗少0.81 L.     

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.     

TTR汽车等效燃油消耗最小的能量管理策略研究EI北大核心CSCD

为改善通过路面实现动力耦合与电池充电的TTR汽车经济性,分析TTR汽车结构及工作模式,基于等效油耗最小的能量管理策略(ECMS),计算固定等效因子(CECMS);为使电池SOC保持稳定并控制发动机工作于低燃油消耗区,将行驶所需发动机等价总转矩及电池SOC模糊化,制定等效因子的模糊控制规则,而提出模糊自适应等效燃油消耗最小控制策略(FAECMS)。利用MATLAB/Simulink建立包含TTR汽车动力学的CECMS、FAECMS模型,选取FTP75、CLTC、WLTP 3种标准工况,当电池SOC初始值为60%时进行仿真计算,得出FAECMS相对CECMS在3种工况下电池SOC更稳定,并分别节约燃油5.5%、2.6%、8.3%。     

基于最小值原理的混合动力汽车能量管理控制策略的设计

基于最小值原理,首先通过优化的发动机模型和仿真得出油电转换系数,进而确立能量管理控制策略目标函数,开发出该混联式功率分流式混合动力汽车的等效燃油消耗最小的能量管理控制策略,为进一步实车控制器中的应用和油耗试验验证该策略奠定了基础。     

基于CRUISE的乘用车起停技术性能仿真分析

减少能源消耗,降低汽车油耗是目前汽车工业面临的严峻课题。文章通过分析起停技术原理在实际NEDC工况中的策略应用,运用CRUISE性能分析软件建立起动/停止系统仿真模型,并以某车型为例,解释了在整车匹配过程中降低油耗的控制策略及方法。结果表明,起停技术对该车型整车燃油经济性的影响约为6%,证明将起动/停止系统应用在整车上可以很好地降低整车油耗。