基于模糊控制的混联式混合动力汽车能量管理策略

混合动力汽车由于能够减少燃油消耗和降低排放而迅速发展。在各种混合动力汽车中,混联式混合动力汽车结合串联和并联混合的优点,其工作模式的优化取决于许多部件,如发动机、电机/发电机、电池和功率分流装置等部件。混联式混合动力汽车控制策略的开发比其他混合动力汽车更复杂。以丰田卡罗拉混合动力汽车为例研究混联式混合动力汽车的能量管理策略。基于对典型驾驶循环的效率分析,提出优化混联式混合动力汽车能量管理的模糊转矩控制策略。建立基于Matlab/simulink的车辆模型,仿真结果表明车辆油耗和性能明显提高。     

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。     

基于循环工况的单电机混合动力系统参数匹配

针对一款单电机混合动力汽车,选择拥堵、市区、市郊、高速等4种标准循环作为动力系统设计的特征工况,匹配了发动机、电机、电池以及变速器的参数;在MATLAB/Simulink仿真平台下建立模型进行了动力性能和经济性能仿真。结果表明:所设计的混合动力汽车能满足动力性指标要求,在NEDC,UDDS,HWFET循环工况下的百公里油耗比传统车分别降低了17.5%,32.0%,14.5%。     

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.     

海马汽车 打造超低油耗

正2017上海国际车展,海马汽车发布了全新动力总成战略,同时发布了二代海马S5。海马汽车集团副总经理、动力总成研究院院长张会文表示,海马汽车将开发热效率超过40%的混合动力专用发动机,并于2020年前实现企业平均油耗百公里5升,2025年前实现企业平均油耗降低至百公里4升。传动方面,海马汽车7DCT湿式双离合变速器则是与奥     

基于滑移率反馈控制无级变速器夹紧力优化策略

为了将汽车燃油消耗率降至最低,使发动机稳定在最佳转速区域,对无级变速器（continuously variable transmission,CVT）传统夹紧力控制策略进行了优化.在CVT内部现有传感器装置的基础上,根据滑移率反馈控制方法的总体结构,建立了具有非线性的滑移率动态模型方程,并在设计滑移率反馈控制器过程中,采用分级内、外双环的控制方法,解决夹紧力与速比之间的耦合问题.通过台架试验及CVT整车测试,验证了优化后的夹紧力控制策略的有效性.研究结果表明:在CVT整车百公里急加速、紧急制动以及综合工况下,滑移率反馈控制令整车动力匹配能力优于传统夹紧力控制;夹紧力在满足不发生带轮打滑及使用要求前提下,夹紧力可降低10%,燃油效率总量可提高1%.      

基于DOE与遗传算法相结合的共轨柴油机喷射参数优化

将DOE与遗传算法相结合对共轨柴油机喷射参数进行优化,并对优化方案进行了燃烧分析和试验验证。针对某型共轨柴油机,利用DOE设计了77种共轨柴油机喷射参数技术方案,再以响应面近似模型技术构造优化目标函数,利用遗传算法对该近似模型进行寻优。试验结果证明优化后柴油机油耗降低5%,NOx降低10%,碳烟降低18%。     

并联式混合动力汽车驱动模式切换协调控制方法

在并联式混合动力汽车驱动模式切换过程中,以整车动力需求转矩不发生波动与车速稳定跟随期望值为控制目标,提出了基于车轮转速差PID控制的电机转矩补偿控制方法;分析了模式切换时混合动力汽车动力传动系统的频域特性,基于车轮实际转速与期望转速的差值,通过PID闭环控制计算补偿转矩,由永磁同步电机提供补偿转矩,来解决模式切换时2种动力源之间的动态协调控制问题;利用AVL Cruise和MATLAB仿真平台建立了混合动力汽车动态协调控制模型,对转矩补偿控制方法进行仿真验证。仿真结果表明:相比于无动态协调控制的模式切换,采用动态协调控制方法时的总输出转矩的响应时间从0.90s降低到0.08s,总输出转矩控制精度提高了11.1%,跟踪期望车速的精度提高了8.0%,整车的动力性提高了4.4%,因此,采用动态协调控制方法降低了并联式混合动力汽车模式切换中总输出转矩的波动,提高了车速跟随期望值的精度,有效保证了汽车的动力性和行驶平顺性。     

并联式液压混合动力车辆的液压能量再生系统的建立及工况分析

为研究并联式液压混合动力车辆的液压再生系统,介绍了并联型液压混合动力车辆的结构及作用原理,搭建了AMESim模型。根据液压泵和马达的工作特性,确定其排量方式,制定了能量回收规则。通过AMESim与Simulink的联合仿真,在UDDS循环工况下进行了并联式液压混合动力汽车运行试验,并与其它工况相互对比。仿真结果表明:在UDDS循环工况结束时,并联式液压混合动力车辆的累计油耗比传统车降低20%,节能效果好。同时在制动频繁大、制动强度小的城市工况下,并联液压混合动力节能车辆更为适用,制动能量回收和再生利用率高,更利于节能和环保。     

混合动力客车参数正交设计与优化

提出了一种混合动力汽车动力系统结构参数设计的新方法——正交优化设计方法。论文分析了影响混合动力燃油经济性的主要影响因素,利用该方法设计了考查影响混合动力汽车燃油经济性指标的各种因素及其水平数。这种方法不仅可以显著减少试验次数,缩短设计周期,还可以更直观、有效地找出影响混合动力汽车的主要影响因素,判断各因素的优水平,并且得到最优的一组设计参数。仿真结果表明,采用优化参数的客车的燃油经济性比优化前提高了4.6%。     

Power management of parallel hybrid electric power train

This paper presents an integrated and detailed procedure to improve the power management feature implemented in the integrated starter-generator(ISG) parallel hybrid electric vehicle.First,the configuration of the single-shaft ISG hybrid vehicle model established in MATLAB-Simulink environment is given.The vehicle model then is validated by comparing the experimental measurements and the simulation predictions of the traditional vehicle.The baseline rule based control strategy and the optimal control strategy using the dynamic programming(DP) algorithm are introduced.Finally,a suboptimal control strategy which employs the new control rules extracted from the optimal control strategy is designed with the remarkable fuel consumption performance.     

基于ADVISOR二次开发的Plug-in HEV模糊控制研究

针对插电式混合动力电动汽车(PHEV)运行特点,提出了PHEV最优模糊控制策略.模糊控制器将发动机的工作点控制在发动机最小燃油消耗的高效率区间内,使发动机具有较好的燃油经济性.根据路况功率需求和蓄电池SOC,调节发动机给定功率,并对能量回收不足SOC下降的情况进行改进,实现电池SOC平衡控制.将建立的模糊控制模型嵌入A...     

基于动态规划算法的增程式电动汽车能量管理策略优化

提出了一种动态规划改进算法, 根据约束条件确定未来可达状态序列, 通过计算离散状态点间的转移代价, 在保证求解精度的同时, 降低了离线优化计算量; 利用改进动态规划算法设计了增程式电动汽车能量管理策略, 根据能量管理优化问题特点, 建立了动力系统模型和适用于全局优化求解的系统状态方程, 并确定了以动力电池荷电状态为系统状态量和增程器发电功率为系统控制量; 在迭代计算过程中, 将发动机燃油费用和动力电池电能费用之和作为目标函数, 构建了基于北京主干道不同行驶里程仿真工况, 得到了驱动电机需求功率最优分配结果; 提取了增程器启停状态与动力电池荷电状态和驱动电机需求功率二者之间的控制规则, 利用最小二乘法对增程器功率分流比与驱动电机需求功率的分布规律进行拟合, 建立了基于优化规则的能量管理策略。仿真结果表明: 对于行驶里程为100km的仿真工况, 动态规划改进算法计算时间为7 239s, 与经典动态规划算法相比计算效率提高了78.2%;基于优化规则的能量管理策略能够获得类似动态规划改进算法的控制效果, 2种控制策略的动力电池荷电状态误差小于2.5%;相比实车电能消耗-电能维持型控制策略, 基于优化规则的控制策略能够使整车经济性提高5.4%, 使燃油经济性提高7.9%。      

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。     

基于动态规划的混合动力有轨电车能量管理方法

针对传统动态规划算法在燃料电池混合动力系统能量分配中存在的误差累积问题,以及为进一步提高燃料电池混合动力有轨电车的耐久性和燃料经济性,提出了一种基于改进动态规划算法的燃料电池混合动力有轨电车能量管理方法;改进动态规划算法在传统动态规划的基础上调整了状态转移方程,通过只对系统状态量进行离散从而避免计算过程中的插值计算导致的误差累积;同时将系统等效氢耗、动力电池充电状态（SOC）约束和燃料电池加、减载带来的耐久性问题作为优化目标构成加权惩罚函数,使系统在获得良好燃料经济性的同时兼顾耐久性;将所提管理方法与功率跟随和传统动态规划进行对比分析. 研究结果表明:所提方法相较于功率跟随方法,使末态SOC值降低了13.3%,燃料经济性提高了78%;相较于基于传统动态规划算法的能量管理方法,使燃料经济性提高了3.5%,且SOC变化范围和燃料电池变载情况均具有显著改善.      

基于交叉熵算法的电动车辆复合电源参数优化

为了提升电动汽车动力性能、降低车辆成本,以复合电源成本和车辆电耗最小为目标,通过交叉熵（cross- entropy,CE）算法对车载复合电源的参数优化进行了研究. 首先,以某款纯电动汽车为研究对象,根据能量与功率性能指标确定锂离子电池和超级电容的容量范围;其次,选取复合电源成本和车辆电耗建立多目标优化函数,并在ADVISOR环境中搭建车辆仿真模型;接着,采用CE算法,通过种群的不断迭代,更新高斯概率密度函数的均值和方差,找到复合电源参数的Pareto最优解集;最后,从最优Pareto解集中选取典型的匹配参数,分析复合电源成本、车辆电耗和整车性能. 研究结果表明:在满足基本约束的前提下,得到了由100个解组成的Pareto最优解集. 与第二代非劣排序遗传算法（non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ）比较,CE算法有更好的收敛性与分布性;复合电源成本平均降低了9.49%,车辆电耗平均降低了22.81%; 此外,城市道路循环工况（urban dynamometer driving schedule,UDDS）下车速误差最大值降低16.15%,整车动力性也有显著提升,百公里加速时间缩短7.81%,最高车速提升1.98%.      

An Investigation into Regenerative Braking Control Strategy for Hybrid Electric Vehicle

Energy regeneration during braking is an important technique for hybrid electric vehicle （HEV） to improve their fuel economy and extend their driving range. Due to the effect of regenerative braking torque which is added by electric motor, the braking torque distribution between front and rear axles should be changed and the control logic of anti-lock braking system （ABS） ought to be adjusted according to the regenerative braking torque. This paper put forward a braking control strategy for hybrid electric vehicle; the control strategy is implemented with eight DOFs （Degree-of-Freedom） nonlinear vehicle forward simulation model which is built under the environment of Matlab/Simulink. Based on target wheel slip ratio, a fuzzy logic approach was applied to maintain the optimal target slip ratio so that best compromise between hydraulic torque and regenerative torque can be obtained for the vehicle.     

液压机械无级传动系统综合控制策略研究

拟合出了发动机稳态输出转矩模型和燃油消耗率模型,给出了发动机最佳动力性和最佳燃油经济性的目标速比.在此基础上建立了液压机械无级变速传动系统和发动机的综合控制方案,给出了相应的油门-速比综合控制策略框图.最后应用Matlab/Simulink软件建立系统仿真模型对其进行仿真分析,仿真结果表明:所设计的综合控制策略能够实现...     

燃料电池混合动力的功率跟随管理策略分析

为了提高燃料电池混合动力系统的经济性,基于燃料电池氢耗量和功率波动率,对功率跟随能量管理策略中参数和荷电状态（SOC）调节方式进行了分析,并定义了燃料电池的功率波动率;基于仿真软件ADVISOR中建立的燃料电池/超级电容混合动力系统模型,计算了不同的超级电容SOC限值和充电功率参数时的燃料氢耗量和波动率;设计了两种SOC调节方法,即Z曲线法和比例积分（PI）调节法,比较了不同SOC调节方法下的氢耗量和波动率. 研究结果表明:若SOC的下限增大,致使氢耗量和波动率增加,SOC下限为0.5时的氢耗量比0.25时增加7.10%,波动率增加3.85%;若SOC的上限增大,燃料电池波动率减小,0.95时的波动率比0.75时减小3.51%;充电功率参数在一定范围改变,能够减小燃料电池氢耗量和波动率;SOC调节方式中,当SOC初始值在 [0.28,0.52] 区间,PI调节法的波动率最优;当SOC初始值在 [0.75,0.90],Z曲线法的波动率最优.      

液压机械无级传动系统综合控制策略研究

拟合出了发动机稳态输出转矩模型和燃油消耗率模型,给出了发动机最佳动力性和最佳燃油经济性的目标速比。在此基础上建立了液压机械无级变速传动系统和发动机的综合控制方案,给出了相应的油门-速比综合控制策略框图。最后应用Matlab/Simulink软件建立系统仿真模型对其进行仿真分析,仿真结果表明:所设计的综合控制策略能够实现最佳动力性和最佳燃油经济性控制。