基于效率优化的增程式电动环卫车控制策略

为了提高增程式电动汽车在增程阶段的能量转换效率及整车的等效燃油经济性,以一款增程式电动环卫车为例,对增程器的3种不同控制策略进行了对比分析。首先基于台架试验的发动机油耗特性和发电机效率特性,合成得到增程器整体效率特性及其最优效率曲线,并在MATLAB/Simulink/Stateflow平台搭建整车正向动力系统仿真模型;然后对增程式电动汽车的等效能耗进行了推导,将所消耗燃油和电能全部换算为单一的燃油量;在此基础上基于中国典型城市客车运转工况,分别应用增程器定点发电、增程器沿最优效率曲线功率随动和增程器恒定转速随动输出功率这3种控制策略进行车辆行驶仿真试验。研究结果表明:增程器在定点发电模式下,能够始终工作于最高效率点,从而达到最优的能量转换效率,此时整车等效百公里油耗为29.22L;増程器在恒转速功率随动模式下效率最低,其等效百公里油耗为33.41L;增程器沿最优效率曲线的功率随动模式下比恒转速功率随动模式下的等效百公里油耗降低了约2.78L,达到30.63L。通过对比3种增程器控制策略的仿真结果发现,在增程式电动汽车増程器的电量消耗-电量维持工作模式下,定点发电模式能够使增程器达到最佳的工作效率并实现最小的整车等效百公里燃油消耗,可将其作为增程式电动汽车增程器的最佳控制策略。     

基于确定性规则的机电飞轮电动汽车控制策略

针对机电飞轮电动汽车工作模式复杂、能量管理困难等问题,提出了一种基于确定性规则的控制策略.该控制策略以车速、加速度、车辆需求转矩、电池荷电状态、飞轮能量状态为输入量,在满足车辆实际需求的前提下对电机、飞轮进行转矩分配.利用MATLAB/Simulink搭建整车模型,在NEDC工况下对机电飞轮电动汽车进行动力性和经济性仿真分析.仿真结果表明,整车百公里加速时间为11.8 s,最高车速为156.68 km/h,车速20 km/h时最大爬坡度为26％;在NEDC循环工况下其耗电量下降了0.89％,平均驱动效率提高了8.2％.该控制策略可以实现合理的转矩分配,能够保证机电飞轮电动汽车在动力性的基础上提高经济性.     

基于动态规划的E-REV能量管理策略研究

增程式电动汽车动力来源于增程器与动力电池,车辆运行过程中如何在两者之间分配需求功率,使得整车在行驶过程中燃油经济性最好,是增程式电动汽车能量管理策略核心的问题.提出一种基于动态规划的增程式电动汽车能量管理策略,运用动态规划对整个工况增程器与动力电池输出功率分配比例进行优化.欧洲标准行驶工况(NEDC)组合行驶工况的仿真结果表明:相比实车采用的恒温器式控制策略,基于动态规划的能量管理策略整车燃油经济性提高12.6%.     

基于遗传算法的并联式混合动力汽车控制策略优化

并联式混合动力汽车是一个高度复杂的非线性系统,控制策略参数的设定对汽车性能有着重大影响﹒通过AMESim软件,建立整车动态性能仿真分析模型,以百公里油耗和排放指标为优化目标,运用遗传算法,针对NEDC工况,对混合动力系统的控制策略参数进行优化﹒结果表明,优化后的汽车燃油经济性提高了9.3%,NOx,HC和CO分别减少了7.6%,4.9%和8.2%.     

E-REV多模式切换控制策略与性能仿真

为了改善增程式电动汽车各项性能。依据某款电动汽车性能要求,对整车动力系统进行了动力系统参数匹配。在串联式混合动力电动汽车模型的基础上,运用Advisor对蓄电池、发电机等模型进行了优化与改进,对控制策略进行了仿真建模,分别计算出了发动机的高效与最优工作区域,建立了动力切换控制逻辑关系。在CYC_1015循环工况下对整车性能进行了研究。仿真结果表明：整车动力性、经济性和排放性均得到显著改善,最高车速大于140km/h,燃油机节油率达到37%,电动机峰值扭矩170Nm,工作效率为82.8%,比优化前提高3%。发动机峰值扭矩80Nm,工作效率为19.4%,比优化前提高29%。HC、CO与NOx排放量与优化前相比分别减少了75%、69.3%、100%。     

功率分流式混合动力系统结构优化与性能验证

对某具有双行星排的功率分流式混合动力系统进行了结构优化,并对优化后的系统进行运动学、动力学和效率分析,随后介绍了系统的工作模式及特点.基于Matlab/Simulink与LMS AMESim软件建立联合仿真平台,进行整车性能仿真.结果表明,整车能量消耗和动力性能均得到改善.纯电动模式下,城市工况(UDC)整车电能消耗降低8%;混动模式下,新欧洲行驶工况(NEDC)整车油耗降低6%.纯电动模式最高车速从110 km·h~(-1)增加到160 km·h~(-1).混动模式0～100 km·h~(-1)加速时间从14.5 s减少到10.0 s.     

增程式电动汽车能量控制策略的仿真分析

介绍了串联型增程式电动汽车的基本结构和工作模式,给出了选配电动汽车发动机和评价整车燃油经济性的方法.利用Cruise/Simulink联合仿真平台对整车进行建模与仿真,引入基于规则的发动机定点和最优曲线能量控制策略.典型工况下的仿真结果表明:发动机最优点能量控制策略能够使发动机和发电机工作在效率最高点,其燃油经济性优于最优曲线能量控制策略;在增程模式下,当采用发动机最优曲线能量控制策略时,增程式电动汽车获得了较好的燃油经济性和控制效果,且该策略有利于发动机的最小化.     

增程式电动汽车多模式切换控制策略与性能仿真

为了改善增程式电动汽车各项性能,依据某款电动汽车性能要求,对整车动力系统进行了动力系统参数匹配,在串联式混合动力电动汽车模型的基础上,运用Advisor对蓄电池、发电机等模型进行了优化与改进,对控制策略进行了仿真建模,分别计算出发动机的高效与最优工作区域,建立了动力切换控制逻辑关系,在CYC_1015循环工况下对整车性能进行了研究。结果表明,整车动力性、经济性和排放性均得到显著改善,最高车速大于140 km/h,燃油机节油率达到37%,电动机峰值扭矩170 N·m,工作效率为82.8%,比优化前提高3%;发动机峰值扭矩80 N·m,工作效率为19.4%,比优化前提高29%;HC、CO、NOx排放量与优化前相比分别减少了75%、69.3%、100%。     

增程式电动汽车规则型能量管理策略对比

针对增程器小型化后的串联式增程式电动汽车能量管理策略问题,从发动机参数匹配角度对增程器小型化的方法进行了研究,采用逐步优化的方法提出了4种规则型能量管理策略.基于搭建的整车动力系统仿真平台,分别从发动机工作点分布、增程器效率以及动力电池充放电能量损失等方面对比分析了各控制策略燃油经济性存在差异的原因.离线及硬件在环仿真试验结果表明:增程器平均效率和动力电池充放电能量损失是影响车辆燃油经济性的主要因素;配置了小型化增程器的电动汽车,不适合照搬发动机开/关和功率跟随控制策略,采用最优曲线控制策略可获得较好的燃油经济性和控制效果.     

混合动力客车控制策略仿真与分析

混合动力城市公交车运行过程中平均速度偏低,导致过度使用动力电池,由于无法使用混合动力,使得整个行驶工况中不能保持良好的燃油经济性。本文提出了基于车速和电池荷电状态(SOC)规划的控制策略,在MATLAB/Simulink软件中搭建所设计的控制策略模型,并将控制策略导入CRUISE软件中,与所搭建的整车动力系统模型进行联合仿真。研究结果表明:基于车速和SOC规划的混合动力客车控制策略与基于规则的控制策略相比,整车燃油经济性提高了2.7%,且SOC的平衡性可控制在5%以内。     

基于Cruise的增程式电动汽车动力匹配与性能仿真

以某款增程式电动汽车为研究原型,根据整车基本参数和设计的动力性能目标,进行了动力系统参数匹配.基于Cruise建立整车模型,与simulink建立的控制策略模型联合仿真.结果表明,所匹配的参数及控制策略合理并满足整车动力性能要求.     

基于Isight的增程式电动汽车控制参数多目标优化

文章以某款增程式电动汽车(range-extended electric vehicle,REEV)为研究对象,设计了整车控制策略,借助整车性能仿真软件CRUISE和多学科设计优化软件Isight搭建了整车性能仿真和优化模型,并采用改进的非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm,NSGA-Ⅱ)对增程器控制参数进行多目标优化。优化结果表明,在满足整车能量需求的前提下,优化后的增程器总发电量减少了7.34%,汽车百公里燃油消耗量降低了8.28%。     

增程式城市电动客车动力系统设计及仿真研究

针对城市电动客车行驶特性,对增程式城市电动客车动力系统进行了结构分析和主要参数匹配。基于Matlab/Simulink仿真平台,采用纯电电量消耗和电量维持能量管理策略,对设计的动力系统进行了仿真验证。结果表明,整车动力系统的设计和参数匹配比较合理,可以满足整车预设的动力性和经济性要求。     

基于CRUISE的轻度ISG型HEV控制策略研究

控制策略是混合动力汽车(HEV)的关键技术,直接影响HEV整车性能。文章以整车动力性和燃油经济性为控制目标,分别设计了基于逻辑门限值的电力辅助控制策略和模糊逻辑控制策略,在CRUISE平台上搭建样车ISG混合动力汽车的模型,并分别在UDDS和NEDC 2种工况下进行仿真分析。仿真结果表明,与同类型传统燃油汽车相比,基于电力辅助控制策略和模糊逻辑控制策略的ISG型HEV的燃油经济性都有明显改善,模糊逻辑控制策略更为适合。     

一种城市公交车用混联式混合动力系统的设计研究

在主要研究搭载ISG(integrated starter/generator)并联式混合动力城市公交车的技术背景下,设计一种搭载ISG混联式混合动力公交车的动力系统.采用以发动机效率最优为目标和以整车动力性需求为约束条件的能量控制策略,利用Cruise软件进行整车的动力性和经济性仿真.仿真结果表明,系统各工作模式切换平顺稳定,目标车速跟踪效果好.最后,在实车试验中进行参数标定和测试,证明了该动力系统方案及其控制策略的可行性.     

基于AMESim与MATLAB的混合动力汽车联合仿真平台设计

针对一款搭载新型复合功率分流式动力系统的混合动力汽车基于AMESim和MAT-LAB设计了联合仿真平台.其中,整车物理模型在AMESim中实现,包括整车基本参数,发动机、电机、变速箱和动力学模型;逻辑控制模块在MATLAB中实现,包括电机与发动机转矩、锁止器与离合器和挡位控制信息.该仿真平台在WLTC和NEDC工况下进行验证,结果显示WLTC工况下油耗6.76L/100km,电耗0.1661kW·h,NEDC工况下油耗5.2L/100km,电耗0.1342kW·h.     

考虑模式切换频率的多模式混合动力汽车参数优化

针对一种新型混联式混合动力系统,采用逻辑门限的方法制定了能量管理策略并用多目标粒子群算法进行了优化。在传统的以新标欧洲循环测试(NEDC)工况下整车经济性、动力性为优化目标的基础上,考虑模式切换频率,增加了模式区分度作为优化目标,选取2个逻辑门限参数和5个传动比参数作为优化变量,使得混合动力系统在保证经济性和动力性的同时,提高了模式选择的稳定性。还根据现有的结构,参考各个动力部件的经济区,制定了基于规则的能量管理策略,并利用MATLAB和Cruise搭建了仿真模型和控制策略模型。仿真结果表明,采用该方法所得到的2组优化解参数与原参数相比,解1和解2燃油经济性分别提高了12.7%和15%,加速性能提升了15.7%和6.5%且有效避免了模式的频繁切换,工作模式的稳定性得到了保障。最后,利用JC08工况进行了仿真验证,结果表明优化所得的解在JC08工况下仍具有可行性,文中多目标优化方法通用可行。     

纯电动汽车驱动电机参数匹配与仿真

通过分析纯电动车整车动力系统的结构特点及纯电动汽车对驱动电机的要求,从汽车行驶动力学出发建立了纯电动汽车电动机性能参数的数学模型, 探讨总结了电机基本特性参数的设计方法. 整车动力系统仿真实验结果表明,最高车速为48.6 km/h,常规车速为35.2 km/h,0～40 km/h加速时间为15.2 s,最大爬坡度为19.7%,满足设计目标,从而验证了该方法的正确性和可行性.     

纯电动汽车整车动力电池组的匹配

为了解决纯电动汽车整车动力电池组的匹配问题,本文通过分析纯电动车整车动力系统的结构特点,对动力电池组进行充放电特性试验,在此基础上提出了采用等速法和续驶里程的设计目标值反向计算电池容量的动力电池组匹配原则. 整车动力系统仿真实验结果表明,0~40km/h的加速时间为15.6s,最高车速为80.5km/h,最大爬坡度为24.9%,续驶里程为230.5km,满足设计目标,从而验证了该方法的正确性和可行性.     

并联混合动力汽车混合驱动模式的换挡规律

为了提高某装备有机械电控自动变速器(AMT)的单轴并联式混合动力电动客车的经济性,选择车速、电动机转矩和发动机转矩为换挡参数,建立了混合动力传动部件效率模型,将包含电池效率、电动机效率以及发动机效率在内的混合动力系统综合效率最优作为换挡目标,并基于遗传算法对效率换挡点进行优化,获得该客车在混合驱动模式下的混合动力系统综合效率换挡规律.同时,基于AVL Cruise平台,搭建该客车仿真模型,选取UDC工况,分别采用车速、油门开度的2参数换挡规律和混合动力系统综合效率换挡规律进行仿真分析.结果表明:提出的混合动力系统综合效率换挡规律在保证车辆动力性的同时提高了车辆经济性,并降低了车辆的排放量.