增程式混合动力车辆能量控制策略研究

基于CRUISE/Simulink软件对某款增程式混合动力车辆进行建模仿真,对三种可行的増程器能量控制策略进行对比分析。结果表明:单点控制策略具有最佳的燃油经济性,两点控制策略的等效燃油消耗量与功率跟随控制持平,较单点跟随控制策略高1%。功率跟随控制策略保证最低的能量转换损耗,两点控制策略能合理分配动力电池和増程器的能量,综合考虑整车能量利用率和动力电池使用寿命,最大程度发挥增程式混动系统的优势。     

增程式电动汽车控制策略的研究

对某增程式电动汽车搭载不同控制策略的经济性进行研究,控制策略包含恒温器、功率跟随和多点功率跟随。控制策略模型基于Simulink软件搭建,与AVL CRUISE软件进行联合仿真。最后在样车上实施最优控制策略,试验结果表明,整车的经济性较好。     

增程式电动汽车动力参数选择及控制策略研究

对增程式电动汽车的主要参数进行匹配选择;针对增程式电动汽车能量管理策略问题,提出功率恒定输出与功率跟随输出相结合的控制策略,并采用Cruise软件仿真分析其经济性。     

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.     

混合动力电动公共汽车控制策略的仿真

应用开关式和功率跟随式控制策略对混合动力公共汽车和原车的最高车速、原地起步加速特性等动力性指标和基于ECE15的百公里油耗进行了仿真和分析。得到如下结论：两种控制策略下HEV的百公里油耗与原车相比均有不同程度的改善，动力性能与原车相当；采用功率跟随式控制策略时车辆的燃油经济性优于开关式控制策略的燃油经济性；在总质量差别不大的情况下，由发动机动力输出端到驱动轮处的能量传递效率与发动机平均效率构成的整车效率对车辆的燃油经济性有最直接的影响；综合考虑，功率跟随式控制策略在动力性和燃油经济性方面有较好的综合性能，且该种控制策略有利于延长蓄电池的寿命。     

串联混合动力汽车功率跟随控制模式的实现

以电动汽车仿真软件ADVISOR为基础，根据混合动力汽车的不同工况，分析和建立了串联混合动力电动汽车的一种控制模式——功率跟随控制模式。并且详细分析了功率跟随控制模式在ADVISOR软件中的实现方法。     

基于"6 Sigma"理论的混合动力整车控制策略优化设计

分析了电—电混合电动汽车中影响功率型铅酸电池循环寿命的主要参数,结合制定的“功率跟随式 开关式”的基本控制策略,利用“6 S igm a”严谨、系统化的解决方案,以数据为依据,提高电池寿命为开发目标,对基本控制策略进行开发。仿真分析结果表明,整车燃油经济性和排放较之传统车得到明显提高,电池工作状态也得到明显改善,为电池寿命提供了保障。     

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。     

单电机混合动力汽车最优线控制策略研究

针对一款新型的单电机混合动力汽车,首先按照发动机最低燃油消耗曲线、发动机外特性曲线、电机外特性曲线以及电池SOC的高低进行工作模式的划分;其次采用人工鱼群算法对关键门限值参数(电池SOC工作的上下限值以及围绕最低燃油消耗曲线上限波动值)进行优化;最后制定出最优线控制策略,并与恒温箱控制策略和功率跟随策略进行了仿真比较。     

重型混合动力车用发电单元设计与研究

本文首先分析混合动力车用发电设备研究现状,根据重型混合动力车需求特点,设计了一种高功率密度的轻质化柴油发电单元,并建立了柴油发动机和永磁同步发电机数学模型,设计基于功率跟随的柴油发电单元控制策略,并利用Matlab Simulink仿真软件对系统进行了仿真分析,验证了发电系统能够实现功率输出动态快速控制。最终搭建了柴油发电单元试验平台,验证了柴油发电单元功率输出和功率跟踪精度满足系统指标要求。     

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。     

基于马尔可夫决策理论的燃料电池混合动力汽车能量管理策略

根据道路试验记录的数据建立驾驶员需求功率的马尔可夫模型,利用马尔可夫决策理论获得混合动力汽车的随机能量管理策略。借助燃料电池混合动力汽车控制系统的仿真平台进行仿真计算。北京公交车中速工况的仿真结果表明,与原先的恒电压控制策略相比,随机能量管理策略可以降低燃料消耗。     

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。     

大功率型氢燃料电池重卡动力系统匹配设计

针对大功率型氢燃料电池重卡动力系统设计尚无成熟控制策略问题,提出了动力系统匹配设计中大功率型氢燃料电池保护优先的控制策略。根据该策略确定设计流程、零部件选型、参数匹配和计算。在此基础上,进行了动力系统构型优化,并基于稳态工况进行了燃料电池选型,同时综合考虑重卡实际工况特性和效率特性对氢燃料电池、动力电池和电机的功率以及传动比等参数进行匹配设计和零部件参数确定。基于设计结果,在Cruise中建立大功率型氢燃料电池重卡整车模型进行分析和优化,根据设计和优化结果完成了原型车的设计和制造,并初步进行了总体性能参数的验证。本研究为大功率型氢燃料电池重卡动力系统的匹配设计提供了参考。     

氢燃料电池发动机热管理系统的控制方案研究

针对目前氢燃料电池发动机系统在变载过程中存在的电堆温度波动较大、热管理子系统响应速度慢等问题,提出了基于电堆功率、电堆进出口冷却液温差、冷却液流量等多参数跟随的热管理控制方案.利用AMESim仿真软件对某款氢燃料电池发动机的热管理系统建立了一维仿真模型,并在典型工况下对不同控制方案进行仿真分析.结果 表明:水泵转速跟随...     

Comparison of PMP and DP in fuel cell hybrid vehicles

Pontryagin’s Minimum Principle (PMP) and Dynamic Programming (DP) are both from the optimal control theory and can both achieve optimal trajectories when they are applied to power management strategies of hybrid vehicles. However they have totally different control concepts. In order to select the superior one, the PMP-based and the DP-based power management strategies are introduced and compared for a fuel cell hybrid vehicle (FCHV) in this paper. The two power management strategies are applied to the FCHV in a computer simulation environment, and the simulation results from the two strategies are compared when the control variable for the PMP is fuel cell system (FCS) net power and for the DP is battery power. As a result, the superiority of the PMP-based power management strategy is proved.     

Fuel economy evaluation of fuel cell hybrid vehicles based on optimal control

The fuel economy of a fuel cell hybrid vehicle (FCHV) depends on its power management strategy because the strategy determines the power split between the power sources. Several types of power management strategies have been developed to improve the fuel economy of FCHVs. This paper proposes an optimal control scheme based on the Minimum Principle. This optimal control provides the necessary optimality conditions that minimize the fuel consumption and optimize the power distribution between the fuel cell system (FCS) and the battery during driving. In this optimal control, the final battery state of charge (SOC) and the fuel consumption have an approximately proportional relationship. This relationship is expressed by a linear line, and this line is defined as the optimal line in this research. The optimal lines for different vehicle masses and different driving cycles are obtained and compared. This research presents a new method of fuel economy evaluation. The fuel economy of other power management strategies can be evaluated based on the optimal lines. A rule-based power management strategy is introduced, and its fuel economy is evaluated by the optimal line.     

无级变速传动系统综合控制仿真与试验

基于无级变速传动系统动力学仿真模型与自适应模糊控制策略,综合考虑后备功率、动力传动系损失和CVT速比变化响应滞后的影响,提出了τ算法、发动机转矩补偿和发动机转速补偿3种控制方法,并分别对采用这3种控制方法时的动力性与燃油经济性进行仿真分析.结果表明,相对于常规控制,采用这3种综合控制方法后动力性基本保持不变,而经济性则分别提高了约2.9%-3.5%.     

Modeling and control strategy development for fuel cell hybrid vehicles

Using MATLAB/Simulink, we constructed a comprehensive simulation model for the fuel cell hybrid vehicle (FCHV) power train in parallel with a power control strategy that uses a logic threshold approach implemented with a hybrid control unit (HCU). The simulation implements power flow and power distribution under different vehicle operating modes using the accelerator and decelerator pedal positions deduced from the driving schedule as primary inputs. The HCU control strategy also incorporates regenerative braking and recharging for recovery of battery capacity. Using the D-optimality method for selection of the optimal experiment values, three control threshold variables for the HCU are selected to maximize the hydrogen fuel economy under certain driving cycles. The proposed method provides the optimal configuration of the FCHV model, which has the capability of achieving the requested drive power while also meeting the vehicle driving schedule and recovery needs of the state of charge (SOC) battery, with lower fuel consumption levels.     

基于热管理的甲醇燃料电池增程器布置分析

由于纯电动汽车动力蓄电池储能有限,所以,燃料电池以高效率、无污染、高可靠性的特点成为电动汽车增程器的研究热点。文章以市场上某款纯电动汽车为研究对象,将甲醇燃料电池增程器布置在车辆前舱内,对不同车速下燃料电池增程器三维模型的温度场分布进行仿真。仿真结果表明:车辆静止时,甲醇燃料电池以额定功率工作会影响前舱部件正常工作,当车辆以超过30 km/h的速度行驶,可以忽略燃料电池增程器对前舱部件的影响。试验结果验证了仿真结果的准确性,对于实车燃料电池增程器的布置和控制策略的制定具有一定的参考价值。