混合动力系统发动机工况点优化的标定实现

混合动力系统较传统动力总成系统增加了电机、电池,使发动机工况点可以在发动机、电机、动力电池限制范围内进行优化,以提高燃油经济性。以优化整车燃油经济性为目的,得到所有可运行工况点发电、助力工作模式下的等效燃油消耗率。等效燃油消耗率为非线性离散数据,为保证标定数据有效、整车系统的稳定性,给出基于等效燃油消耗率的发动机工况点标定数据修正原则,最终得到混合动力系统扭矩分配的标定数据。通过合理标定扭矩分配,达到优化发动机工况点落点以提高整车经济性的目的。     

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。     

稀薄燃烧发动机改型设计及正时策略优化

基于某高速汽油机,对燃烧室结构、燃油喷射特性、凸轮型线改型设计为稀薄燃烧发动机。提出利用响应面模型对正时策略进行分析和优化的研究方法,并建立利用响应面进行多目标优化计算的流程。以提高有效功率和降低有效燃油消耗率为优化目标,以点火正时、空燃比和进排气正时为设计变量,建立了发动机性能与响应面耦合优化模型。分析与试验结果表明:较标准混合比燃烧时,稀薄燃烧发动机的进排气提前角减小,点火正时提前,最低燃油消耗率下降3.9%,最大功率提升9.7%;同时利用响应面优化方法提高了优化效率。     

考虑发动机起停优化的PHEV能量管理策略

针对某新型双电机行星耦合插电式混合动力汽车(PHEV)中发动机在起停及怠速运行状态下会导致油耗增加的问题,基于等效燃油消耗最小能量管理策略,加入发动机起停优化控制模块,以进一步改善整车燃油经济性.建立了整车动力学和传动模型并加入发动机起停优化控制模块,对ECMS能量管理策略输出的发动机及电机最优目标转矩进行重新优化分配...     

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%.     

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。     

新型混联式混合动力客车实时优化控制策略

为提高城市循环工况下客车的燃油经济性,开展了一种新型混联式混合动力客车匹配控制策略研究。根据该混联系统的结构特点,制定了串联与并联模式间的切换条件及控制规则,通过确定电池等效燃油模型,以各时刻下客车燃油消耗率最小为优化目标,对电池和发动机功率进行实时优化控制。研究结果表明：电池荷电状态在预定的区域内保持平衡,发动机运行工作点处于高效区域内,且整车燃油经济性相对原型客车提高了32.41%,与采用规则控制策略相比提高了13.2%。     

Atkinson循环发动机配气机构改进分析

基于发动机燃油经济性升级需求,将传统的Otto循环发动机改为阿特金森(Atkinson)循环发动机,其中,配气机构的改进是完成循环改型的关键。对某汽油机配气机构建立模型,并进行运动学和动力学计算分析,进而对凸轮型线进行优化设计,对配气正时进行再设计研究。利用进排气凸轮轴的双VVT机构,在不同转速和负荷下对改型后的发动机进行了双VVT的优化控制设计。台架试验结果表明,发动机成功地完成了Atkinson循环的转换,最低燃油消耗率由原机的250g/(kW·h)降低到232g/(kW·h),且低油耗区向常用发动机工况移动,验证了配气机构设计方法的正确性和有效性。     

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。     

滚流对火花点火式发动机性能的影响

火花点火发动机气缸内空气运动的滚流与涡流一样，都可以增加燃烧室中的湍流强度，提高火焰传播速度和燃烧速率，从而改善燃烧过程，提高发动机的动力性能。本文详细介绍了滚流形成机理和影响滚流的气道参数。对2气门TJ376Q发动机的试验结果表明：新进气道的设计提高了缸内空气运动的滚流强度和流量系数，通过进气系统的优化，可以增加发动机最大转矩和最大功率输出，试验在电控燃油喷射下精确控制燃油，降低了最低燃油消耗率。     

燃料电池混合动力瞬时优化能量管理策略研究

以提高燃料经济性为目标,采用基于瞬时优化的方法开展能量分配策略研究,并引入了蓄电池等价燃料消耗理论,将蓄电池电能消耗或者电能补充,等效为燃料电池发动机的燃料消耗量,并由此建立系统瞬时燃料消耗量函数.为保证蓄电池工作在最优的范围内,引入蓄电池的充电保持策略.仿真结果表明,按照等价燃料消耗量瞬时优化理论得出的优化结果,能提高燃料经济性,同时蓄电池SOC保持在合理范围内,对今后实车的研制具有一定指导意义.     

混合动力汽车燃油经济性研究

应用能量分析的方法,以轿车和载货汽车为例,研究了混合动力汽车(HEV)与传统燃油发动机汽车的燃油经济性。发现按原车后备功率最大值时所对应的车速所需的驱动功率作为HEV燃油发动机功率的选择依据,节油效果最显著。当燃油驱动功率和电动驱动功率各占50%左右时,HEV轿车的经济性评价指标为原车的22.8%,HEV货车的经济性评价指标为原车的79.2%,同时又能保证动力性基本不变。结果表明,用混合动力可以有效地降低汽车的100km燃料消耗量,轿车的燃料消耗降低幅度大于货车。     

Development of equivalent fuel consumption minimization strategy for hybrid electric vehicles

Power distribution between an internal combustion engine and electric motors is one of main features of hybrid electric vehicles that improves their fuel economy. An equivalent fuel consumption minimization strategy can instantaneously identify the optimal power distribution by converting the battery power into the equivalent fuel power and minimizing the overall fuel consumption. To guarantee the effectiveness of the strategy, it is essential to find the proper value of the conversion factor used to obtain the equivalent fuel power. However, finding the proper value is not a straightforward process because it is necessary to consider the overall power conversion efficiencies and battery charge sustaining strategy for the target driving cycle in advance. In this study, a model-based parameter optimization method is introduced to find the optimal conversion factor. A hybrid electric vehicle simulation model capable of estimating fuel consumption was developed, and the optimal conversion factor was discovered using a genetic algorithm that evaluates its population members using the simulation model. A series of simulations and vehicle tests was conducted to verify the effectiveness of the optimized strategy, and the results show a distinct improvement in fuel economy.     

混合动力客车循环工况下燃料经济性分析

在分析某混合动力客车的多种工作模式和循环工况的统计特性的基础上,给出最大能耗节约率计算方法.通过建立等效燃料消耗率的概念,详细分析各典型工况对该车燃料经济性的贡献率.最后提出混合动力城市客车控制策略制定的若干建议.     

EGR对柴油-天然气双燃料发动机稀燃的影响

在一台由柴油机加装天然气供给系统改装而成的双燃料发动机上进行试验,分别研究了EGR率和过量空气系数(a)随喷油提前角变化对双燃料发动机的影响。结果表明:当EGR率为0时,a过大导致热效率降低。增大喷油提前角使着火提前,燃烧得以改善,最大压力升高率和最高燃烧压力提高,热值折合燃料消耗率降低。喷油提前角一定时,最大压力升高率、最高燃烧压力随EGR率的增大先升高后降低,热值折合燃料消耗率先降低后升高,EGR率为20%时热值折合燃料消耗率达到最低值。采用EGR技术能有效降低NOx排放,但HC,CO,CH4和炭烟排放随着EGR率的增大而增大;增大喷油提前角使缸内柴油预混燃烧比例增加,HC,CO,CH4和炭烟排放降低。因此,采用EGR时应适当增加喷油提前角。     

HEV实时等效能量消耗最小控制策略

以变速器前置式并联结构为例,介绍了一种实时等效能量消耗最小控制策略。在研究车辆行驶于循环工况中消耗燃油热能和电能之间关系的基础上,针对该策略的关键问题———蓄电池组的电能和发动机的燃油热能消耗量的等效方法进行了详细阐述。最后在车辆仿真模型的基础上对该种策略进行仿真试验,并与其他类型的控制策略进行了比较。