装备CVT的中度混合动力轿车驱动工况下的能量优化策略

针对装备CVT的混合动力汽车,提出了一种以混合动力系统效率最高为优化目标,以车速、加速踏板行程和电池SOC为状态变量,以电机转矩和CVT速比为控制变量的中度混合动力汽车能量优化策略。该策略综合考虑了驾驶员的实际操作和驱动需求以及各个关键部件的效率,确定了驱动工况各工作模式下的最优电机转矩和最优CVT速比,保证了混合动力系统的效率最高。采用自行搭建的前向仿真模型对所提出的能量优化策略进行了验证,结果表明:在NEDC循环工况下该车等效100km油耗比原型车降低了26.4%。     

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。     

基于正交试验设计和多目标遗传算法的HEV参数优化

为在满足动力性前提下,降低混合动力汽车(HEV)的油耗和排放,提出了一种新的参数优化方法。以ADVISOR为仿真平台,应用正交试验设计,找出了对油耗和排放性能影响最显著的5个动力系统部件及控制策略的系统参数。建立了HEV多目标优化模型。用多目标遗传算法和最小二乘意义下的主客观组合赋权法,得到该模型的Pareto最优解集合,并从中选出了最优参数组合。结果表明:与优化前相比较,优化后的参数下,每100 km的油耗降低25.3%,每1 km的CO的排放质量降低35.5%,每1 km的HC+NOx的排放质量降低13.7%。因而,验证了该方法的有效性。     

ISG混合动力汽车控制规则优化与转矩分配策略研究

为提高ISG混合动力汽车的燃油经济性,开展控制规则优化与转矩分配策略研究,以保证发动机工作在高效区域。从控制发动机输出负荷角度出发,综合考虑ISG效率特性和电池组充放电特性,对发动机、ISG、电池组稳态工作区域进行划分。以混合动力系统工作模式分析为基础,提出各模式下能量管理策略,并根据车辆行驶过程中工作模式动态切换的需要,制定了模式切换策略。以IVECO并联混合动力汽车为例,按照ECE+EUDC工况进行了基于优化规则的转矩分配策略硬件在环仿真,结果表明采用基地规则的转矩分配策略能有效地协调转矩在发动机和ISG之间的分配,综合油耗比原车降低20%。     

插电式混合动力轿车的能量管理策略与仿真

针对一款新设计的基于金属带式无级自动变速器(CVT)的插电式混合动力轿车(PHEV)的特点,依照整车不同电量状态和功率需求,提出了一种多阶段多目标的能量管理策略。控制电机输出扭矩,以调整发动机工作点;控制CVT比,以优化电机工作点。在Matlab/Simulink平台下,用前向仿真方法,搭建整车模型;在新欧洲行驶循环(NEDC)工况下,进行仿真。结果表明:在不同工况下,该能量管理策略,满足了整车的控制需求,合理地分配了电机扭矩和发动机扭矩;等效油耗为4.26 L/(100km),比常规汽油车节能46.1%。因而,验证了该能量管理策略的有效性。     

新的PHEV动力匹配控制方法设计与应用

设计了基于CD-ECMS的动力系统控制策略,优化车辆的参数,提升车辆的综合性能。新的动力匹配模块根据路况、车辆实时状态等信息科学匹配电机和发动机的动力输出,提升发动机和电机的工作协调能力,改善车辆动力性能和燃油经济性,新的控制算法嵌入到插电式混合动力的动力控制系统中,通过系统仿真和实验验证,结果表明：新的动力匹配算法避免能量的二次转换,对比ECMS和CD-CS控制策略,百公里油耗分别降低了0.31L和0.11L,电池转换效率分别提升了1.2%和11.2%,SOC分别下降了3%和7%,综合效率分别提升了1%和19%。     

复合功率分流混合动力汽车能量管理策略研究

基于庞氏最小值原理,并以等效瞬时燃油消耗量最小为目标为某复合功率分流混合动力汽车制定了能量管理策略。利用MATLAB仿真平台,建立了混合动力系统能量管理策略的模型进行仿真。结果表明,与现有逻辑门限控制策略相比,采用等效瞬时燃油消耗量最小化的控制策略能显著提高燃油经济性。基于仿真结果,将控制策略集成到整车控制器中进行NEDC工况下的实车转鼓试验。结果显示,采用的控制策略使实车当量油耗降低了12.31%。     

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后,再输出给发动机及电机控制器以控制其工作状态。针对起停优化控制中影响起停频次的关键时间参数,采用粒子群优化算法对其进行优化。仿真结果表明,相比优化前,所提出的能量管理优化策略能够实现对发动机起停或怠速状态的有效控制,减少发动机的起停频次,减少恶化油耗,验证了本文所提出的能量管理优化策略能够进一步优化整车燃油经济性。     

基于Radau伪谱法的复合电源电动汽车能量管理策略优化

本文中提出一种基于Radau伪谱法的能量管理策略优化法,利用全局插值多项式对系统中状态变量与控制变量进行逼近,由插值多项式的导数近似动力学方程中状态变量的微分方程,将最优控制问题(OCP)转化为待优化变量的非线性规划(NLP)问题进行求解。以加入惩罚因子的电池寿命模型为目标函数,将复合电源电动汽车中的电池使用寿命(电池可循环次数)与单一电池能量源在NEDC循环工况下对比分析,结果表明,伪谱法优化的复合电源可减小电池组的安时流通,缩小电流、功率波动范围,其电池组功率、超级功率均与需求功率出现了分段的线性关系,且复合电源中电池等效寿命较单一电池能量源提高25.61%,本文中为复合电源的能量管理策略提供了一种快速、稳定的优化方法,为匹配最优系统参数奠定基础,还可作为其他优化策略的评估基准。     

并联混合动力汽车的双重能量管理策略研究

针对某一并联式混合动力汽车,设计以逻辑能量管理策略为主、模糊能量管理策略为辅的双重能量管理策略,以实现混合动力系统不同工作模式间的动态切换。仿真分析表明,该能量管理策略在满足车辆动力性能指标的前提下能有效降低混合动力汽车的燃油消耗,并能将电池组电池荷电状态维持在合理的范围内。     

插电式混合动力公交车电池配置和能量管理策略协同优化的研究

本文针对一款插电式混合动力城市客车,以电池购置成本和使用过程中的能耗成本两者构成的综合成本最小化为目标,进行电池电量选择和能量管理策略的协同优化。首先,设计了双环优化流程,外环为不同电量电池组的选择,内环则施行选定电池组下基于庞特里亚金极小值原理(PMP)的能量管理策略。基于中国典型城市客车运行循环进行仿真分析。结果表明,以综合成本最小化为目标的PHEB的最优电池组配置受行驶里程需求、电池单价等多种因素的影响。最后,基于一组选定的电池组,分别应用PMP、动态规划、电量消耗-电量维持策略和等效能耗最小化策略进行能量管理的对比仿真,得到了4种策略的能耗特征。     

纯电动汽车动力系统效率特性试验研究与分析

以纯电动汽车动力系统能量转化关系为研究对象,提出了一套评价动力系统效率特性的方法和指标,搭建了测试平台,并利用该平台对某款纯电动汽车动力系统的效率特性进行了试验研究与分析。结果表明,该动力系统的实时能量输出效率与电池系统电压的关系拟合公式符合二阶多项式形式,并且与电机系统单点结果吻合度较好;另外,考虑到电池系统充放电能量转化效率的影响,该系统能量转化综合效率为73.0%,效率相对较低。以上试验结果为纯电动汽车动力系统产品匹配选型提供了基础数据支持。     

基于系统效率最优的CVT混合动力轿车转矩优化分配方法

无级变速器CVT消除了挡位概念,其速比在一定范围内连续可调。配备CVT的混合动力汽车能够实现动力源转矩和传动系统的优化匹配。针对此问题,提出了基于系统效率最优的CVT中度混合动力轿车动力源转矩优化分配方法:。该方法:综合考虑了各个关键部件的效率,以混合动力系统的总体效率为优化目标,以车速、车辆加速度、电池SOC为状态变量,优化分配了驱动工况下各动力源输出转矩,为整车能量管理策略的制定奠定了基础。     

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...     

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.     

基于Pareto原理的HEV能量控制参数NSGA-Ⅱ多目标优化的研究EI北大核心CSCD

以某款并联混合动力汽车为对象,选取8个能量控制参数作为燃油经济性和排放性综合优化参数,提出基于Pareto原理的改进型NSGA-Ⅱ多目标优化算法,并进行仿真优化。结果表明:优化后燃油消耗率最大降低了11.29%,排放物综合指标最大下降8.78%,其中CO排放的优化效果最显著,下降了24.2%;SOC平衡的误差在0.5%以内,满足约束条件,发动机与电机工作点的效率分布明显改进;同时相比传统加权等单目标优化法,所提出的算法能同时得到多组优化解,为能量管理前期设计提供了更多的选择空间。     

48VBSG混合动力系统控制策略开发及试验研究

传统内燃机结合48V BSG电机的弱混合动力系统是应对未来油耗法规的一种高性价比方案,其节油效果明显、成本低、开发难度小.为研究48V BSG混合动力系统对于现有车辆性能的改善效果,对一台量产SUV进行了改造,在原有的发动机上加装了48V BSG电机系统,实现了加速助力、能量回收、发动机高速起动等混合动力功能.在该车上,对上述混合动力功能的控制策略进行了研究与优化,并进行试验验证.改造前后的N EDC循环测试表明,该系统能够降低燃油消耗9.1%、THC排放34.3%、NMHC排放35.4%、NOx排放60.6%,并能大幅降低车辆起动的振动噪声水平,提升车辆动力性.     

混联混合动力系统功率、转矩和效率三参数匹配方法研究EI北大核心CSCD

为混联混合动力系统提出了一种功率、转矩和效率三参数匹配方法。该方法综合考虑混联混合动力系统构型特点和动力性设计要求,以系统效率最高为目标,运用预设控制算法预测动力源的目标工作点和能量需求分布情况,确定了整个系统关键部件的选型。通过CRUISE/Simulink建模和仿真,验证了该匹配方法的有效性。     

混联混合动力系统功率、转矩和效率三参数匹配方法研究

为混联混合动力系统提出了一种功率、转矩和效率三参数匹配方法。该方法综合考虑混联混合动力系统构型特点和动力性设计要求,以系统效率最高为目标,运用预设控制算法预测动力源的目标工作点和能量需求分布情况,确定了整个系统关键部件的选型。通过CRUISE/Simulink建模和仿真,验证了该匹配方法的有效性。     

一种新型强混合动力结构的控制策略

基于一种新型的单电机、双离合器式强混合动力结构,建立了其车辆分层控制系统,制定了整车能量管理策略,并研究了行进中启动发动机过程的动态协调控制.通过自行开发的前向仿真系统对能量管理策略进行了验证,结果表明在NEDC循环工况下等效100km油耗降低34%.同时通过动态台架试验,对行进中启动发动机的动态协调控制策略进行了验证.