基于行驶工况的汽车燃油经济性计算方法研究

根据汽车实际运行工况建立数据库,构建试验工况,分析汽车的燃油经济性。模拟汽车的中等速、加速、减速和怠速等工况的时间比例,在实验室底盘测功器上进行试验,测出等速、加速、减速及怠速等工况的燃油消耗,之后用加权平均方法评价车型的燃油经济性。结合具体车型参数,在实际行驶车辆进行跟踪测试统计的基础上,本文提出了建立一个准确的汽车...     

Comparative study between Korea and UK: relationship between driving style and real-world fuel consumption

It is known that differences in driving styles have a significant impact on fuel efficiency and driving styles are affected by various factors such as driver characteristics, street environment, traffic situation, vehicle performance, and weather conditions. However, existing knowledge about the relationship between driving style and fuel consumption is limited. Thus, the aim of this study was to analyze the relationship beteen driving style and fuel consumption. The analysis presented in this paper used data from three on-road experiments were conducted independently in two different countries, i.e. South Korea and the United Kingdom. In this study, 91 participants, consisting 44 UK drivers and 47 Korean drivers, were asked to drive approximately 28 km of UK road and 21 km of Korean road, respectively. Driving data, including real-time fuel consumption, vehicle speed, and acceleration pedal usage were collected. The results suggested that driving styles including average vehicle speed and average throttle position were highly correlated with the real-world fuel consumption, and the cultural factors, e.g. road environment, traffic design, and driver’s characteristics affected the driving styles and, consequently, fuel efficiency.     

Fuel consumption parameters for realizing and verifying fuel consumption prospect algorithm of vehicle driving route information system

Emissions of CO₂, as the main component of greenhouse gases, and high fuel consumption rates are worldwide problems. To solve them, most car manufacturers have concentrated on developing various techniques to improve the efficiencies of engines and transmissions and ECO-ROUTEs to meet environmental regulations. In this study, an algorithm for determining routes that cause the least fuel consumption was developed. The core of this algorithm is a specific EEC (energy efficiency constant) map containing logic that is able to predict fuel consumption. The accuracy of the algorithm was confirmed by vehicle tests for various driving patterns. Parameters affecting vehicle fuel economy were studied and verified. Improvement in the accuracy of this algorithm was confirmed by applying these parameters to ECO-ROUTE logic.     

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。     

网联自动驾驶车辆通过信号交叉口的速度轨迹优化

以网联自动驾驶汽车(Connected Autonomous Vehicle, CAV)为研究对象, 研究了CAV车队通过城市信号交叉口的速度轨迹优化控制策略。基于最优控制理论, 采用CAV的自动驾驶模型描述车间相互作用, 以所有CAV车辆在行驶过程中的总油耗为优化目标, 根据信号灯的配时信息建立模型约束, 通过优化CAV头车的速度轨迹, 保证整个CAV车队在绿灯相位下快速通过交叉口并实现油耗最小。为了对该优化控制进行高效求解, 采用离散Pontryagin极小值原理建立最优解的必要条件, 利用基于神经网络训练的弹性反向传播(Resilient backpropagation, RPROP)算法设计了数值求解算法。多个典型场景的仿真结果显示: 整个CAV车队均能在不停车的情形下通过信号交叉口, 避免因在红灯时间窗到达停车线造成的停车、启动等过程, 总油耗量最高可减少69.74%。该控制方法利用网联自动驾驶技术的优势, 显著改善了城市交通通行效率和燃油经济性。      

轻度混合动力汽车制动能量回收控制策略研究

以某轻度混合动力电动汽车为研究对象,分析了,制动能量回收系统在制动回收工作过程中的控制策略,并在分析的基础上建立其在制动过程中的制动力分配模型和数学模型,利用6个典型的循环工况来评价现有制动力分配策略的优劣,并与Advisor中的制动力分配策略进行了比较。无论是燃油经济性、整车能量效率、回收能量占燃油消耗的百分比,还是能量回收率都有明显的提高。     

基于烟花算法的PHEV能量管理策略参数优化

为改善插电式混合动力汽车(PHEV)的燃油经济性,提出一种基于规则的能量管理策略.结合智能网联汽车技术,利用烟花算法(F WA)结合系统约束条件,对能量管理策略参数进行优化,以求使车辆在变化的路况下能耗最低.为减轻沉重运算负荷,设计了一种事件触发机制来控制优化操作的启停.当车辆油耗超过预设上限则开始优化,一旦油耗满足预...     

PHEV复合储能系统设计及基于MODA的参数优化

为了提高插电式混合动力汽车的燃油经济性、降低污染物的排放,并解决插电式混合动力汽车单一动力电池低比功率、无法响应暂态功率需求的问题,设计蓄电池和超级电容并联的复合储能系统,采用带有滑动窗口的实时小波功率分配策略,并对滑动窗口长度进行选择。该功率分配策略将复合储能系统的需求功率分解成高频和低频两部分,超级电容接收高频分量,蓄电池接收低频分量,避免了高频分量对于蓄电池的冲击,提高了蓄电池的耐久性和可靠性。制定基于规则的控制策略,以整车燃油消耗量和污染物排放量为优化目标,利用多目标蜻蜓算法对相关控制参数进行优化。基于ADVISOR搭建含有复合储能系统的插电式混合动力汽车整车仿真模型,采用新欧洲行驶循环工况进行测试,并通过与带精英策略的非支配排序遗传算法进行对比,验证算法的有效性。研究结果表明：利用多目标蜻蜓算法优化后的车辆百公里燃油消耗平均降低了12.71%,污染物综合排放性能平均下降了10.05%;相对于优化前,发动机输出功率减少,电机输出功率增加,发动机和电机的工作效率均得到了显著提升;Pareto最优解的收敛性和覆盖范围优于带精英策略的非支配排序遗传算法,同时得到的多组Pareto最优解为整车设计和优化提供了更多选择。     

中国典型城市车辆行驶状况的测试统计

介绍了在北京市（大型），长春市（中型）和四平市（小型）三个具有典型特征的代表城市所做的车辆行驶状况的试验及交通状况的调查结果，通过对行驶速度，油耗，档位和加速度等参数的测量与统计，对我国城市车辆行驶状况了最新了解。     

功率分流混合动力全速域工作模式切换规则优化

针对某功率分流混合动力汽车,探讨了既定模式转矩分配策略未知情况下全速域工作模式切换规则的优化问题。先在既定模式转矩分配策略未知的前提下,将等效燃油消耗与样本数字特征相结合,计算了不同荷电状态（SOC）值下各工作模式在所有可行工作点的基准综合燃油消耗率。以整车燃油经济性为优化目标,确定不同SOC值下所有可行工作点的最佳工作模式,进而得出基于车速、车轮端需求转矩、SOC值的优化后全速域工作模式切换规则,以满足不同工况下的工作模式选择需求。之后,不考虑模式切换过程对整车驾驶平顺性的影响,搭建了模式切换实施模型。再以4个新欧洲驾驶循环（NEDC）工况所构成的组合工况为目标行驶工况,将优化后全速域工作模式切换规则和传统基于逻辑门限的全速域工作模式切换规则分别应用于基于规则的能量管理策略,进行了整车燃油经济性仿真与台架试验验证。仿真结果表明：在不改变既定模式转矩分配策略的条件下,与基于逻辑门限的全速域工作模式切换规则情况相比,所提出的既定模式转矩分配策略未知情况下全速域工作模式切换规则优化方法至少可使整车燃油经济性提高7.33%。台架试验结果进一步表明,该优化方法至少可使整车燃油经济性提高6.17%。由此可见,所提出的既定模式转矩分配策略未知情况下全速域工作模式切换规则优化方法对整车燃油经济性具有较好的改善效果。     

客运企业能源消耗统计模型的研究

为了适应当前汽车运输企业的经营现状,通过建立燃油消耗统计模型,对燃油消耗量进行统计。以燃油消耗量为因变量,以影响燃油消耗的因素：周转量、客运量、车龄、驾驶员驾龄、平均车速、实栽率、行驶里程作为自变量,建立多元线性回归模型。通过拟合优度检验、F检验,判断其线性相关性,再运用逐步回归法优化统计模型,从而实现在知道有限数据信息的情况下,预测出该企业当月的车辆燃油消耗总量。将企业调研的实际统计数据代入统计模型计算的燃油消耗量,与实际统计燃油消耗量比较接近,而且统计过程得到简化。结合统计模型的研究方法开发了相应的统计软件。     

驾驶循环对车辆能量经济性影响的研究

本文依据国内外具有代表性的不同驾驶循环对一实际的内燃机汽车和一构思的混合动力电动汽车的能量经济性进行了分析。研究了内燃机和电机的运行工况分布，并利用内燃机的万有特性图和电机及其控制系统的等效率曲线以及各驾驶循环的相关特性分析了产不同结果的原因。最后对内燃机汽车和混合动力电动汽车的能量经济性受驾驶循环的影响情况进行了比较和分析。     

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。     

Optimal fuel-cut driving method for better fuel economy

Eco-drive methods are being applied in modern passenger cars in the form of LCD displays showing real-time fuel consumption rates. The eco-drive is one of the most promising methods to enhance the fuel economy of vehicles. The ecodrive method can be made more effective by using the fuel-cut function. The fuel is not injected when the driver does not depress the gas pedal of a vehicle with engine speeds higher than approximately 1,500 rpm above the mid-vehicle speed range. This function is known as the fuel-cut function, and almost every modern vehicle is equipped with this function. The fuel-cut is most frequently activated on downhill sections of highway. Therefore, the CO₂ exhausted from the vehicle can be zero in this downhill section. In this study, the fuel-cut function is simulated with CRUISE of AVL to find the most effective driving pattern in downhill sections. Simulations with the CRUISE software showed that the lower limit of the vehicle speed for fuelcut should be raised to improve fuel economy on steeper downhill sections. The fuel economy can be optimized when the fuelcut coasting and reacceleration is completed in the downhill part of the road. The simulation result was also compared to previous test results. Fuel consumption was reduced by approximately 4% in both the experimental and simulated results for the West Coast Highway in South Korea.     

我国车用燃料技术发展路径分析研究

根据我国车用燃料发展现状,设立了燃料产能与市场份额、CO2减排潜力、能源效率、环境兼容性、燃料成本、与传统发动机技术兼容性、对现有基础设施的适用性等7项车用燃料评价指标。采用GREET模型和专家咨询方法,对我国各类车用燃料在"油井到车轮"(WTW)全生命周期中的能量消耗和排放进行分析研究,提出了我国车用燃料技术的发展路径。     

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.     

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.     

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...     

基于NEDC工况的发动机能量利用率分析方法

发动机能量利用率是一种分析和评价燃油经济性匹配水平的方法。首先计算出NEDC工况试验时为克服行驶阻力所做的功,再通过NEDC工况试验得出实际油耗,并将油耗转化为完全燃烧所释放的能量。将克服行驶阻力所做功除以完全燃烧释放的能量便是该车型NEDC工况试验时的能量利用率。能量利用率可用于判断开发车型与竞争车型经济性匹配水平的优劣,也可用于判断不同级别车型经济性匹配水平的优劣。     

基于CRUISE的乘用车起停技术性能仿真分析

减少能源消耗,降低汽车油耗是目前汽车工业面临的严峻课题。文章通过分析起停技术原理在实际NEDC工况中的策略应用,运用CRUISE性能分析软件建立起动/停止系统仿真模型,并以某车型为例,解释了在整车匹配过程中降低油耗的控制策略及方法。结果表明,起停技术对该车型整车燃油经济性的影响约为6%,证明将起动/停止系统应用在整车上可以很好地降低整车油耗。