混联式混合动力系统模糊控制器研究

控制器作为混合动力汽车中最具核心竞争力的技术,其好坏直接关系着车辆的各方面性能。文中利用matlab/simulink语言开发基于模糊算法的混联式混合动力系统控制器,实现最小燃油消耗同时兼顾排放性。将开发的混联式混合动力系统模糊控制器植入车辆顶层模块中,通过测试循环来比较嵌入模糊算法前后控制器对车辆经济性、排放性的控制。结果表明,开发的模糊控制器对提高车辆经济性效果显著,排放性能也有所改善。     

混合动力汽车及关键技术研究

重点阐述了混合动力汽车的种类,主要包括串联式混合动力系统、并联式混合动力系统、混联式混合动力系统,研究了混合动力汽车的关键技术,主要包括动力单元技术、控制策略技术、能力存储技术等。     

丰田普锐斯典型工况测试及控制策略分析

通过丰田专用车载诊断测试仪器对普锐斯汽车各动力总成在车辆起步、加速、匀速及减速滑行等典型工况下进行道路试验测试,得到各工况下且SOC值不同状态下的发动机转速、发电机转速和输出扭矩、电动机转速和输出扭矩以及SOC值随时间变化的实时数据,并拟合成曲线。通过该曲线分析普锐斯在不同工况下的控制策略,为科学合理地制定混联式混合动力汽车的控制策略提供试验基础和参考。     

混合动力电动汽车控制策略——分类、现状与趋势

对现有混合动力汽车控制策略进行了归纳和分析,指出当前混合动力汽车控制策略的研究主要集中在以提高燃油经济性为目的的能量管理优化和以降低冲击度为目的的动力协调控制等方面,对排放性能的研究还未受到重视。提出今后混合动力汽车控制策略的研究重点不仅要实现最优的燃油经济性,而且要兼顾发动机尾气排放,尤其是低温冷起动阶段催化器出口的排放,以满足日益严格的排放法规要求。在此基础之上,考虑电池温度、电池寿命、模式切换时的平顺性以及各部件的可靠性等因素,整体分析、系统优化以油耗和排放为多目标的能量管理策略,研究发动机热管理、蓄电池热管理与混合动力汽车能量管理方法,从人-车-路闭环角度开发满足实际道路运行条件要求的控制策略是未来的发展趋势。     

混合动力电动汽车及其驱动模式

介绍了混合动力电动汽车（HEV）的优点、主要技术总成、发动机和电动机的组合方式，分析了串联、并联、混联式混合动力汽车的驱动模式，指出混合动力汽车在遇到堵车时的燃油消耗量、尾气排放量等要远远低于仅靠汽、柴油内燃机驱动的车辆，在动力性能、续驶里程、使用方便性等方面大大优于仅靠电力驱动且需要反复充电的纯电动车。     

基于深度强化学习的插电式柴电混合动力汽车多目标优化控制策略

插电式混合动力汽车工作模式切过程中发动机频繁启停引起的发动机排气温度和进气流速波动明显,导致SCR催化器催化效率降低和排放恶化,尤其是低温冷启动阶段更为明显.另一方面,建立精确的SCR催化器瞬态模型较为困难,传统基于模型的混合动力控制策略开发方法效果较差.以某P2构型插电式柴电混合动力汽车为研究对象,建立了包括发动机、电池和SCR后处理系统的整车纵向动力学模型;在此基础上将深度强化学习应用于插电式混合动力汽车的能量管理问题,采用DQN算法对油耗和排放组成的加权目标函数进行求解,得到以需求功率、蓄电池SOC和SCR温度为状态变量、以电机最优功率为输出变量的控制策略;最后将测试结果与DP算法进行对比分析.结果表明,燃油消耗为2.623 L/100 km,SCR催化器出口NOx排放为0.2275 g/km,与DP控制策略相比,分别下降10.12％和25.69％,证明了提出控制策略的有效性.     

插电式四轮驱动混合动力汽车建模仿真与匹配分析

提出一种插电式四轮驱动混合动力汽车的结构,并对该结构进行详细分析。利用Cruise软件搭建该插电式四轮驱动混合动力汽车的整车仿真模型,利用Matlab/Simulink软件搭建整车控制策略。对该插电式四轮驱动混合动力汽车的主减速器传动比和动力电池SOC的上限值和下限值进行优化分析,得到最佳的主减速器传动比和SOC的上限值和下限值。根据优化结果可以显著改善该车的动力性和经济性。     

基于模糊约束的并联混合动力系统优化匹配研究

针对扭矩复合型式的并联混合动力电动汽车,在多能源系统能量控制策略确定的前提下,提出了以汽车性能要求模糊化和电池能量平衡为约束条件,对其动力传动系速比进行优化匹配以使燃油消耗达到最小。最后,通过一个具体实例车型加以验证和说明。     

混合动力汽车动力系统匹配优化仿真实验研究

运用ADVISOR2002仿真软件,构建不同混合度下混合动力系统匹配优化平台,以车辆燃油经济性和排放性为依据,通过设计低、中、高混合度的混合动力系统,利用欧洲CYC_ECE_EUDC_LOW循环工况测试,对不同混合度的混联式混合动力系统进行仿真实验,比较各自的燃油经济性和排放性,实现动力系统的优化匹配。结果表明,高混合度的混联式动力系统燃油经济性和排放性最优。     

考虑车辆调度和调度员分配的共享汽车混合车队规模优化

针对电动汽车存在充电续航问题与传统燃油汽车存在环境污染问题的矛盾,本文提出共 享汽车混合车队规模优化方法。首先,在不考虑成本条件下,分析动态车辆调度和实时调度员分 配对共享汽车系统需求满足和车辆利用的影响。然后,针对由传统内燃汽车、混合动力汽车、插 入式混合动力汽车和纯电动汽车构成的混合共享汽车系统,考虑车辆调度和调度员分配,以运营 商利润最大化为目标,CO2排放量和道路拥堵为约束,构建混合车队规模优化模型。通过Matlab 调用Gurobi求解器求解上述混合整数线性规划模型。最后,以成都市为例,分析不同CO2排放量 约束,以及车辆调度对共享汽车运营商利润、不同类型的车队规模、车辆利用率和用户需求满足 率的影响。同时,比较单一车队和混合车队共享汽车系统,结果显示,混合车队和单一插入式混 合动力车队可以实现经济效益和环境效益的双赢,是目前最适合共享汽车系统发展的模式。     

插电式四驱混合动力汽车控制策略设计及优化

为有效识别驾驶员的驾驶意图,在保障插电式四驱混合动力汽车动力性的基础上,提高其燃油经济性,提出了一种转矩识别系数计算方法,设计了基于发动机输出转矩最优能量管理控制策略,讨论了每种工作模式的判别条件以及转矩分配方法.为避免单一优化算法运算时间长、容易陷入局部最优的固有缺陷,使用优拉丁超立方的方法进行试验设计,利用径向基函数神经网络(radial basis function, RBF)建立近似模型,使用多岛遗传算法对近似模型进行了优化.研究结果表明:对优化后的控制策略进行离线仿真得出,混合动力汽车在满足动力性能的前提下,百公里油耗降低了16.4%;将优化后的控制策略在dSPACE上进行硬件在环试验表明,所制定的控制策略,可以实现基本的能量管理,且加入转矩识别之后平均车速误差降低了39.9%,百公里油耗降低了8.5%.      

基于dSPACE的混合动力汽车再生制动试验台研究

为验证混合动力汽车开发中的再生制动控制策略,研制一种基于dSPACE的混合动力汽车再生制动试验台。试验台采用可移动式四轮支撑形式,半轴处连接两个驱动轮,并将底盘测功机作为功率吸收和数据采集装置。采用dSPACE系统作为试验台系统的实时控制器,建立电动机驱动系统数学模型。最后,进行再生制动试验,试验结果表明:在车速为50km/h,制动强度为0.1的条件下可以进行制动,SOC值从0.670 8上升到0.674 9,验证设定控制策略下的能量回收情况。     

纯电动越野车再生制动控制策略研究

针对纯电动越野汽车对能量和功率的双重要求,将超级电容引入到纯电动汽车的储能系统中,组成了超级电容-蓄电池的双能量源储能结构。分析了纯电动汽车仿真软件ADVISOR中的再生制动控制策略的不足,提出了新的基于ECE法规的串联再生制动控制策略。利用MATLAB/Simulink建立双能量源纯电动越野车再生制动系统仿真模型。通过典型的道路循环工况,对提出的制动力分配方案与ADVISOR中的再生制动控制策略进行仿真对比。仿真结果表明:再生制动控制策略回收了33.88%的制动能量,在很大程度上提高了车载能量的利用率和车辆的动力性能,增加了汽车的续驶里程。     

微混合动力城市客车动力系统的参数匹配

在城市工况下,车辆怠速油耗大,车辆起停十分频繁,微混合动力汽车利用BSG对发动机进行快速启动和停止控制,取消了发动机怠速工况。通过对车辆起动和制动工况进行分析,对城市客车动力传动系统结构进行改进,提出了车辆控制策略,并对动力系统参数进行匹配设计。利用ADVISOR软件对车辆性能进行了仿真分析,确定了动力系统各部件的参数。分析结果表明,改进后的动力系统结构能满足车辆起动性能要求,其燃油经济性也有所提高。     

混合动力客车制动能量回馈及控制仿真研究

基于AVL Cruise软件建立了并联式混合动力客车模型,设计了并联混合动力客车控制策略,在纯电机制动模式和机电混合制动模式下对混合动力客车的能量再生制动进行了仿真。仿真结果表明：在纯电机制动模式下能较充分回收汽车制动动能,但是制动效能较低;在机电混合制动模式下,制动效能高,与纯机械制动效能基本一致,但电机再生制动回收能量的效果不很明显。     

基于模糊控制策略的PHEV仿真研究

针对并联式混合动力汽车,在电辅控制策略的基础上设计一种基于模糊逻辑推理的动力分配控制策略。将其模型嵌入仿真软件ADVISOR中,在CYC_EUDC循环道路工况下进行仿真计算。仿真结果表明:与电辅控制策略相比,采用模糊逻辑控制策略的混合动力电动汽车具有较好的经济性、排放性、鲁棒性,能够使发动机尽量集中工作在优化工作曲线附近,并保证电池SOC在较小的范围内变化。     

基于模糊控制策略的PHEV仿真研究

针对并联式混合动力汽车,在电辅控制策略的基础上设计一种基于模糊逻辑推理的动力分配控制策略。将其模型嵌入仿真软件ADVISOR中,在CYC_EUDC循环道路工况下进行仿真计算。仿真结果表明:与电辅控制策略相比,采用模糊逻辑控制策略的混合动力电动汽车具有较好的经济性、排放性、鲁棒性,能够使发动机尽量集中工作在优化工作曲线附近,并保证电池SOC在较小的范围内变化。     

发动机曲轴多级混联式扭振减振器的设计与分析

介绍了汽车发动机曲轴多级混联式扭振减振器的设计构想,设计了2种三级混联式扭振减振器的结构,建立了评价多级混联式扭振减振器减振特性的计算模型,提出了选取各级扭振减振器设计参数的优化方法,通过计算对比分析了多级混联式扭振减振器的减振效果。     

基于车辆工况试验的混合动力系统动力分配

动力分配控制技术被普遍认为是混合动力汽车控制的核心技术,其动力分配是否合理、灵活以及精准直接影响着混合动力汽车各方面性能表现。通过对混合动力汽车不同运行工况的道路试验测试,研究混合动力系统动力分配控制策略,分析混合动力汽车在不同工况、不同电池SOC值和不同加速踏板开度时,混合动力系统如何分配发动机和电机动力。试验表明,混合动力系统控制单元根据驾驶人的驾驶意图,在保证驾驶人需求的基础上,同时兼顾发动机稳定工作在最优工作区域,实现既可以有效节省燃油,又不会因为考虑燃油经济性而影响车辆的动力性。     

基于动态混合度的储能式有轨电车能量管理策略

为了提高混合储能式有轨电车的系统效率和运行经济性，基于动态混合度和系统效率之间的关系，提出了基于动态混合度在线凸规划的混合储能式有轨电车能量管理策略. 首先基于混合储能式有轨电车各系统参数，对各部件进行建模；其次采用在线凸规划法求解，得到了系统每一时刻的最优动态混合度；最后以有轨电车的典型工况为例，在RT-LAB实时仿真平台研究动态混合度对系统效率的影响. 研究结果表明动态混合度同系统效率之间存在凸函数关系:在相同参数条件下，基于动态混合度的在线凸规划能量管理策略较传统的功率跟随式能量管理策略系统瞬时效率最高提升9.6%；当完成整条线路运行，可节省电量2 886.2 kJ，运行经济性提升3.29%.