基于PSO的新型双电机多模式驱动系统转矩分配策略优化EI北大核心CSCD

本文中对一款装备新型双电机多模式驱动系统的电动汽车进行转矩分配优化。根据双电机多模式驱动系统的特点,建立整车模型,划分不同模式的工作范围,在满足动力性的前提下,面向系统效率,制定基于粒子群优化算法的转矩分配与模式切换策略,并采用离线与在线相结合的方法提高系统的实时响应速度。在Matlab/Simulink建立仿真模型进行仿真并开展硬件在环试验验证,结果表明:系统的平均效率比传统的模式切换策略高3%;能耗比基于遗传算法的转矩分配策略减少11.28%。     

基于展频时钟的电机驱动系统电磁干扰抑制研究

电机驱动系统是电动汽车的关键零部件,因为瞬变的高电压和大电流、繁多的耦合路径,电机驱动系统产生的辐射发射成为电动汽车的主要干扰源之一,影响了电动汽车的电磁兼容(EMC)性能。为了抑制电机驱动系统的辐射发射,提高电动汽车的稳定性和安全性,本文从干扰源、传播路径、敏感设备3个角度分析电机驱动系统产生电磁干扰的原因,总结一系列优化EMC性能的方法,并提出了展频时钟技术在电机驱动系统的应用。实车验证结果表明,优化后EMC辐射显著下降,可满足GB/T 18387-2008要求。     

纯电动轻型商用车驱动电机与动力电池选型

通过对纯电动轻型商用车的开发设计,阐述根据整车主要性能的要求,对驱动电机与动力电池的选型进行合理计算和设计匹配,为纯电动轻型商用车的电驱动系统初步选型提供设计依据,并使其满足整车动力性及可靠性的要求。     

纯电动环卫车电驱动系统参数匹配研究

纯电动环卫车已成为城市日常生活的重要组成部分,为提高其动力性及作业效率,文章以一种基于平行轴变速箱与行星排集成的多模高效电驱动系统构型的纯电动环卫车为研究对象,首先对系统能够实现的模式进行了分析,其次以纯电动环卫车整车参数和动力性能为指标,分别匹配了驱动电机和作业电机峰值、额定功率、转矩及最高转速等参数,并搭建了整车动力学模型,通过仿真分析及系统台架进行爬坡和加速能力测试,证明系统参数匹配的有效性。     

电动汽车双电机耦合驱动系统发展与趋势

阐述了国内外电动汽车双电机耦合驱动系统的发展现状,对不同双电机耦合驱动系统的结构特点和应用等进行了总结。从动力性、经济性、布置灵活性、控制复杂性和成本五个方面对不同耦合驱动系统进行了综合对比分析,并对其发展潜力和趋势做出了归纳和展望。     

燃料电池城市客车动力驱动系统的功率匹配

燃料电池城市客车（FCBUS）驱动系统参数的选择主要考虑整车动力性要求,同时要兼顾其效率和整车经济性。通过整车动力性指标对应的车辆功率需求分析和对典型循环工况对应的车辆功率谱分析,给出了驱动电机峰值功率、额定功率、额定转矩和额定转速的设计步骤和方法,并通过了试验验证。     

分布式驱动电动汽车转矩节能优化分配

为了提高分布式驱动电动汽车的经济性和续航里程,对4个轮毂电机驱动转矩优化分配问题进行研究。通过轮毂电机台架试验得到轮毂电机的驱动效率特性,分析转矩优化分配实现节约整车能耗的可行性;建立侧重提高电机效率的目标函数,使电机转矩处于电机效率Map图中的高效区;建立侧重提高电机响应速度的目标函数,减小转矩分配瞬间电流波动过大带来的能耗;基于模糊理论设计以电机效率为变量的权重函数,实时调节权重来协调2种目标函数,提出一种转矩节能优化分配方法,得到最优的轴间转矩分配系数。在后轴驱动、平均分配、优化分配3种分配方式下进行整车能耗的ECE城市循环工况对比仿真分析。结果表明：提出的节能优化分配方法通过实时优化驱动电机的转矩,避免了电机工作在转矩过大和过小的低效区,提高了整个驱动系统的能量利用率,相比于后轴驱动和平均分配整车能耗效率提高了5.91%和10.54%;实车试验验证了转矩节能优化分配算法的节能效果,优化分配相比另外2种分配方式整车能耗效率分别提高了3.66%和8.58%。     

基于最优效率的纯电动汽车驱动控制策略开发EI北大核心CSCD

为提高纯电动汽车动力驱动系统效率,利用Matlab软件中的Simulink、Stateflow开发了包括加速踏板信号处理模块、驱动模式识别与转换策略和各模式控制策略组成的整车驱动控制策略;其中,在稳态模式下,采用基于车速偏差的增量式PID控制;在瞬态模式下,按照效率最优路径进行控制;在失效模式下,限制电机输出功率。为验证所开发的策略,建立了仿真模型,进行仿真和实车测试。结果表明开发的控制策略是有效的,能提高动力驱动系统效率,延长车辆续驶里程。     

双耦合电机混合动力系统能量分配和协调控制

双耦合电机混合动力系统由发电机和电动机组成。能量分配控制策略基于系统效率最优化确定了各个系统部件目标运行点。建立在能量分配基础上的协调控制算法考虑了发动机和双电机的动态特性来满足驾驶员的动力性需求;同时发动机瞬态优化控制避免了发动机加浓喷油并改善了燃油经济性。     

PHEV发动机驱动工况效率耦合分析与优化控制

单轴并联式混合动力系统（Parallel Hybrid Electric Vehicle,PHEV）包括电池、驱动电机、发动机、自动变速器等多个关键部件。各部件效率特性存在相互耦合的关系,要实现系统整体效率最优,需要辨明影响系统效率的控制参数,并对系统整体效率最优的控制参数进行优化。以装备无级变速器（Continuously Variable Transmission,CVT）的PHEV为研究对象,首先对系统各关键部件的效率特性进行分析,建立各关键部件效率模型,明确各部件效率与控制参数、状态参数之间的关系。在此基础上,对发动机单独驱动模式下动力传递路径中不同部件的效率耦合关系进行分析,推导出系统燃油消耗量与动力系统各状态参数、控制参数之间的函数关系。根据分析结果,选取车辆需求功率及车速为状态参数,变速器速比及发动机转矩为控制参数,以系统燃油消耗量最小为目标建立优化目标函数和约束条件,对系统优化问题进行定义。根据优化问题的特点,设计基于模拟退火的优化算法对优化问题进行求解,获取系统燃油消耗率最小时变速器目标速比和发动机目标转矩随状态参数的变化关系。建立系统仿真模型对所述优化算法进行仿真分析,并搭建混合动力试验台对优化结果进行试验验证。结果表明：无级变速器效率对系统整体效率影响较大,采用优化控制规律使发动机效率有所降低,但无级变速器效率升高更大,系统整体效率升高;在功率需求一定的循环工况下,优化控制算法比传统上仅以发动机效率最高为目标的控制算法节油1%~2%。     

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%。     

New Optimal Power Management Strategy for Series Plug-In Hybrid Electric Vehicles

Recently Plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs) have gained increasing attention due to their ability to reduce the fuel consumption and emissions. In this paper a new efficient power management strategy is proposed for a series PHEV. According to the battery state of charge (SOC) and vehicle power requirement, a new rule-based optimal power controller with four different operating modes is designed to improve the fuel economy of the vehicle. Furthermore, the teaching-learning based optimization (TLBO) method is employed to find the optimal engine power and battery power under the specified driving cycle while the fuel consumption is considered as the fitness function. In order to demonstrate the effectiveness of the proposed method, four different driving cycles with various numbers of driving distances for each driving cycle are selected for the simulation study. The performance of the proposed optimal power management strategy is compared with the rule-based power management method. The results verify that the proposed power management method could significantly improve the fuel economy of the series PHEV for different driving conditions.     

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Simulin...     

纯电动汽车双电机单行星排动力系统构型设计与分析

纯电动汽车是当前缓解能源危机与环境污染问题的理想方案之一.然而,现阶段纯电动汽车的推广和发展却受到续驶里程较短等瓶颈问题的制约,难以得到有效普及.为了克服上述问题并进一步提升纯电动汽车的最大续驶里程和综合行驶性能,提出一种纯电动汽车双电机单行星排动力系统构型方案及其系统分析方法.采用一种表征动力源部件与机械耦合机构节点...     

混合动力重型货车参数局部与集成优化仿真研究

动力耦合系统的动力源参数匹配和能量管理策略两者相互关联,为提高混合动力重型货车的综合性能,两者应集成设计。针对混合动力重型货车参数匹配需反复计算、验证的特点,在Matlab/Simulink中建立了可缩放、自动寻优的参数匹配模型。以经济性为目标函数,基于粒子群算法进行动力源参数匹配,得到局部最优动力源参数结果。针对混合动力重型货车中广泛采用的基于规则的能量管理策略,其规则控制中一些阈值参数不确定的问题,应用粒子群算法对其关键控制参数进行优化,得到局部最优控制参数。为了实现全局最优的匹配结果,将动力源部件参数和控制策略参数进行集成优化,以动力性为约束条件,经济性最优为优化目标,得到全局最优的参数匹配结果。对比显示,全局优化匹配效果相较于动力源参数局部优化提升11.4%、相较于控制策略参数局部优化提升12.4%。     

纯电动乘用车关键系统设计研究及分析验证

本文主要针对某纯电动乘用车进行关键系统选型及匹配分析,首先基于整车性能目标及整车性能参数,确定其动力驱动方式及制动能量回收策略和方案。其次为了更好提升整车能量管理水平,改善能耗,提升续航里程,本文研究的纯电动汽车制动系统采用电液助力系统(IBS)。IBS系统能够有效进行能量计算,确定液压系统是否介入工作,在满足制动需求的同时,改善整车能耗,提升续航里程。最后,在关键系统选型及设计分析上,利用MATLAB仿真软件进行性能初选及设计,结合AMEsim分析软件对选型结果进行加速性能及中国工况续驶里程数据校核,通过仿真与整车试验验证整车性能满足设计指标。     

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。     

基于控制分配的四轮独立电驱动车辆驱动力分配算法

针对目前四轮独立电驱动车辆研究中尚未有效解决的系统失效控制问题,提出了一种基于控制分配的驱动力分配算法.首先建立了满足车辆经济性要求的目标函数和相关约束条件,通过优化保证在正常驱动状态下整车具有最佳的经济性能.接着基于控制分配原理对故障电机驱动转矩进行约束处理,使目标转矩能够在多种失效情况下实现再分配,有效解决了多驱动电机系统失效控制问题.最后,仿真结果验证了所提出的算法能在安全约束下有效地改善车辆的经济性,并系统地提升了车辆应对故障的能力.     

电动汽车复合制动控制研究现状综述

电动汽车复合制动由电机再生制动与机械摩擦制动两部分构成,其控制性能直接影响车辆的能量利用效率、制动安全性以及舒适性。围绕静态制动转矩分配控制、动态复合制动协调控制、制动换挡控制、智能辅助驾驶中的复合制动控制4个方面的研究现状与关键技术展开综述,并对复合制动控制未来研究方向进行了展望。对文献的梳理分析表明：制动转矩分配决定着复合制动系统能量回收能力与车辆制动稳定性,基于规则的分配策略面对复杂多变工况自适应性欠佳,而基于优化的分配策略各方面性能表现良好,但需要兼顾控制实时性与优化效果;利用电机响应迅速与控制精确的优势完成复合制动协调控制,能够提升制动模式切换过渡工况与紧急制动工况的控制性能,改善驾驶舒适性;制动过程中实施合理换挡可以进一步提升能量回收效率,同时通过补偿控制解决换挡过程中动力中断和转矩冲击等问题,保证换挡平顺性;随着电动汽车智能化和网联化发展,复合制动控制与驾驶人辅助系统相结合有助于在保证系统功能的同时实现能量回收效益最大化。     

基于能量流分析的纯电动汽车电耗优化研究

能量流分析研究是了解车辆能量利用情况和优化车辆经济性的有效方式,针对于某款纯电动汽车电量消耗偏大的问题,设计了纯电动汽车能量流测试方案,完成了主要部件性能对标测试分析;通过理论分析建立了影响电量消耗的数学模型和基于价值因子的优化参数选取方法;基于CRUISE电耗仿真分析模型,分别从电驱动系统效率提升、滚阻优化、提升制动...