基于典型山地城市的轻型车比功率综合油耗模型

汽车在实际道路行驶时,影响其燃油消耗的因素较多且烦琐;目前的油耗模型不能全面反映油耗随工况的变化规律。由于汽车在坡道路面行驶的坡度阻力对油耗影响显著,采用回归分析法构建了上坡和下坡工况速度、加速度和坡度同时变化的比功率综合油耗模型;并通过典型路段验证模型。结果表明,在这两种工况中,理论油耗与实际油耗的相对误差较低,构建的理论回归方程可以反映典型路段比功率对油耗变化规律;且具有较高的油耗预测精度,为车辆油耗评估提供了一定的理论依据。     

多源信息融合的插电式混合动力公交车行驶工况构建

为了反映插电式混合动力公交车(PHEB)在实际公交工况运行时的真实油耗,提出了一种基于实时交通信息的工况构建方法。首先,通过车载传感器获取实时交通信息,利用D-S证据理论对获取的多种传感器信息进行多源信息融合。其次,根据实车采集的原始行驶数据,对车速片段进行划分。利用马尔可夫转移矩阵,结合蒙特卡洛方法构建了全局行驶工况。通过实时更新的交通信息对构建的全局行驶工况进行实时更新,从而进一步反映实时的道路行驶路况。最后,通过与实际工况数据的比较,验证所提出方法的有效性。研究结果表明:基于实时交通信息构建的行驶工况与实际工况较为吻合,主要特征参数的相对误差均在5%以内,百公里油耗与实际工况的百公里油耗相对误差为1.8%。     

基于重载车辆性能的高速公路长大纵坡临界坡长确定

针对由山区高速公路纵坡坡度和坡长组合设置不合理,导致长大纵坡路段交通事故频发的问题,通过分析重型车辆上下坡运行速度特性及受力情况,以陕汽生产的F3000重载汽车为例,通过理论推导构建重型车辆公路纵坡爬坡及下坡车速与坡长理论模型,模拟不同比功率重型车辆上、下坡运行速度与坡长的变化关系,并确定高速公路合理的上下坡临界坡长。研究中假设工况为高速公路坡度1%～6%,上坡车辆最高初速度和最低末速分别为80、50 km/h,下坡最低初速度和最高末速度为0、80 km/h。使用MATLAB模拟计算其坡度与车速的变化规律。研究结果表明:上坡过程中,以80 km/h的初速度为例,稳定车速为45～61 km/h;当坡度一定时,比功率越大的车型速度降低的越快,稳定行驶速度越大,达到稳定行驶车速的平衡坡长越长。下坡过程中,当坡度一定时比功率越大的车型,车速增大越多,稳定行驶速度越大,达到稳定行驶车速的平衡坡长就越短。在坡度为1%～3%时,无须设置爬坡车道;当坡度大于3%时,比功率较低的车型,爬坡性能较差,车速下降较快,需要设置爬坡车道。重型车辆在4%、5%、6%的坡度行驶时,设置避险车道的坡长阈值分别为5.5、4、3 km。研究成果可为山区公路线形的合理设计、道路的安全防护以及爬坡车道与避险车道的设置提供理论依据,从而提高山区高速公路重型车辆的行车安全。     

基于变加速度的高速公路平直路段运行速度模型优化

通过研究典型路段车流的运行速度规律,分析汽车在平直路段上的实际行驶方式,提出了平直路段变加速度的运行速度测算方法和预测模型.该模型很好地描述出汽车在平直段上的实际加速状态,动态反映加速度与速度、加速度与期望速度间的变化关系,经与汽车直线路段速度距离加速曲线图表对比,速度预测模型精度较高.平直路段变加速度法优化、完善了现有平直路段的运行速度预测模型,为公路运行速度的合理取值提供了理论支持.     

基于实际工况的插电式混合动力汽车控制策略优化

为了解决插电式混合动力汽车在实际道路工况行驶下的节油潜力未能充分发挥的问题,在某市选取60辆乘用车,进行了3个月的行驶数据采集。采用中心点划分聚类与马尔科夫随机模型相结合的工况构建法,对采集的行驶数据进行处理,从而构建出符合该城市交通特征的乘用车典型行驶工况。以构建的典型行驶工况为基础,引入ISIGHT优化平台,采用组合优化算法对整车能量管理控制参数进行优化。研究结果表明:控制参数优化后的整车燃油经济性比优化前提高了8.32%,与半实物试验结果的相对误差仅为1.69%,从而验证了优化后控制策略的有效性。     

基于动态规划的自适应等效最小燃油消耗策略

针对等效燃油消耗最小策略(ECMS)中最优等效因子对工况依赖性较大的问题,以单轴并联式混合动力汽车为研究对象,以动态规划算法(DP)获得的特定行驶工况下最优控制结果为基础,逆推得到ECMS的最优等效因子;拟合出平均最优等效因子随电量维持水平的变化规律,以此为基础设计了一种自适应等效燃油消耗最小策略.在中国典型城市工况下的仿真结果表明:对于任意初始SOC值,文中策略能够较好地维持电量平衡;在SOC稳定之后的油耗为828 g,与DP对比仅有0.8%的误差.多种不同工况仿真结果表明,SOC变化规律与中国典型城市工况仿真结果一致,在SOC稳定之后,单个循环工况的油耗相对DP仅增加了0.1%~0.2%.     

电动汽车城市行驶工况构建

通过采集电动汽车及传统汽车的实际行驶数据,使用K-均值聚类法和马尔可夫链理论构建电动汽车与传统汽车城市行驶工况。构建出的城市行驶工况与当下较为流行的传统汽车的行驶工况进行比较。结果表明,电动汽车行驶工况与传统汽车行驶工况的加速度有较大的不同;这是因为电动汽车的电机扭矩响应速度快,低速时可以输出大扭矩。构建出的电动汽车行驶工况还可以作为评价电动汽车的经济性与碳排放的依据。     

混合动力汽车自适应等效油耗最低能量管理策略

为提高插电式混合动力汽车燃油经济性，采用基于动态规划（DP）的控制策略仿真分析了不同典型工况、不同行驶里程下SOC（电池荷电状态）的最优轨迹。在等效油耗最低能量管理策略（ECMS）的基础上，采用比例积分（PI）控制算法实时更新电能-燃油等效因子，以保证SOC实际轨迹能够大致跟随理论参考轨迹，进而提出了一种可实时控制的自适应等效油耗最低能量管理策略（AECMS）。为验证所提控制策略的控制性能有效性，采用不同典型工况及不同行驶里程对ECMS、DP、AECMS的控制性能进行了仿真对比。结果表明，AECMS控制效果接近于DP控制策略且可实时控制，电量消耗（CD）模式下AECMS相对于ECMS减少油耗3.50%~8.71%，电量保持（CS）模式下AECMS相对于ECMS减少油耗1.11%~2.46%。     

基于MFO算法的全液压压裂车功率节能匹配

针对机械式压裂车油耗和成本较高的缺点,提出全液压压裂车概念,考虑到系统功率损失,提出使用"施工比油耗"衡量压裂车实际油耗,对全液压压裂车进行全局功率匹配,分别建立发动机万有特性、变量柱塞泵效率和整机辅助功率的数学模型,采用自适应惩罚函数法构建惩罚函数,以施工比油耗最低为优化目标建立目标函数,基于MFO算法,以压裂泵需输出的压力和流量作为优化输入参数,优化输出需启动的发动机数量、各发动机转速及其柱塞泵排量共计11个调整参数的最佳组合,结果表明,在全部工况下,全液压压裂车施工比油耗维持在4.55~9.91 L/（60 MPa·m³）,且随着负载压力和排量的增加而逐渐降低;与原方案相比,新方案最高可节油35.97%,且节油率随着负载压力的增大而逐渐减小;与机械式压裂车相比,同等工况下,采用新方案的全液压压裂车最高可节油53.74%。     

极端环境下汽车运行工况的风洞试验对标分析

为比较环境风洞模拟极端环境下汽车运行工况的准确性,设计了实际路试与环境风洞的对标试验,采集了典型高温山区路段汽车的运行数据。通过运动学片段分割以及短行程分析法构造出车辆的行驶工况图。以运动学片段聚类结果所代表的汽车三种运行状态为基础,利用标准化均方误差方法和特征参数值的计算结果对两次试验中汽车行驶工况的关联性与差异性进行具体分析。结果表明：对标试验结果的关联性极强,其细微差异主要体现在第一类运动学片段上,并且频繁的加减速是汽车三种运行状态中对热管理系统升温影响最大的。可见,环境风洞的模拟结果基本上是准确有效的。     

不同公路等级的汽车油耗和排放评估研究

为了评估不同公路等级的汽车能耗和排放水平,实测了机动车的逐秒速度,并基于机动车比功率理论模型,得到轻重型车在不同公路等级的比功率分布;运用油耗排放模型MOVES测算了不同公路等级汽车的排放和油耗。结果表明:三种车型的比功率分布接近于正态分布;三种车型的油耗和排放随公路等级降低依次增加,其中大型货车在高速公路和三级公路的平均油耗分别为18.26 L/100 km、29.15 L/100 km,小轿车在高速公路和四级公路的平均油耗值分别为5.01 L/100 km、12.65 L/100 km;同一公路等级下,大型货车NO_x、PM_(2.5)和HC的平均排放因子最高,大型客车次之,小轿车最低,而小轿车CO的平均排放因子最高,大型货车最低。研究结果对实施交通运输节能减排策略具有一定的参考作用。     

信号交叉口汽车燃油消耗的研究

为探索交叉口信号灯的设置对汽车燃油消耗影响的规律，对信号交叉口汽车的运行过程进行了分析，研究了汽车在通信信号交叉口时减速、怠速停车、加速离开过程中的燃料油消耗，并得出了相应的计算方法，在此基础上，建立了信号交叉口的汽车燃油消耗增量增模型，并对该模型的应用进行了分析，该模型可为信号交叉口的信号配时的优化，交叉口设计与渠化，运输成本分析等提供参考。     

汽车弯道行驶经济性车速优化方法

道路曲率影响汽车的燃油经济性.以汽车弯道行驶燃油经济性为目标,提出了基于弯道曲率信息的经济性车速优化方法.通过建立BIT-TFCM瞬时燃油消耗模型和车辆动力学模型,得到单一曲率圆周道路下的稳态经济性车速.利用动态规划算法求得汽车驶入和驶离弯道两种工况下的经济性车速轨迹.Matlab/Simulink与CarSim联合仿真结果表明,与典型驾驶员弯道行驶模式相比,该算法可节油5.69%~15.91%.该技术可以明显提高传统汽车弯道行驶燃油经济性,也可为无人驾驶车辆弯道速度控制提供决策依据.      

基于模糊在线识别的并联混合动力客车自适应控制策略

针对一款并联混合动力客车提出了一种基于模糊在线识别的自适应控制策略.基于自主研发的混合动力车数据采集监控系统构建符合本地车辆实际行驶道路特点的典型工况,设计模糊工况识别算法对车辆实际行驶的工况类型进行在线识别.根据最小等效燃油消耗控制算法和电池电量平衡控制方法,结合工况识别的结果调用相应最优控制参数,对发动机和电池的功率分配进行实时优化计算,实现对整车的控制.实验结果表明,所设计的模糊识别方法能够较好地完成行驶工况类型的识别.基于此所提出的自适应控制方法能够在满足车辆需求功率和电池SOC维持在有效工作区间内的前提下完成发动机和电池的最优功率分配,显著提高整车的燃油经济性.      

基于ADVISOR二次开发的复杂混合动力汽车仿真系统

基于ADVIOSR软件,对混合动力汽车仿真系统进行二次开发,建立某特定布置形式的复杂混合动力汽车整车仿真模型和相关控制策略模型,并通过循环工况仿真分析汽车的燃油经济性和动力性。     

燃料电池混合动力汽车控制策略研究

提出一种燃料电池功率主导轻型混合动力汽车的整车控制策略. 构建了燃料电池混合动力系统构型,建立了高压燃料电池发电系统控制约束模型,制定了7种工作模式和以燃料电池输出功率为主导、电池组SOC维持型的控制逻辑. 整车试验结果表明,燃料电池输出功率能很好地跟踪驾驶员踏板的功率需求,整车燃氢经济性为2.464 kg/100 km.     

基于功耗最优的半履带气垫车模糊PID控制仿真

在分析半履带气垫车行驶阻力的基础上,分别对其垫升功率和驱动功率进行了研究,建立了总功率消耗最小化的理论模型,以检验车辆参数和载荷分配对总功率消耗的影响.提出了自适应模糊PID控制方案,以保证气垫车能够稳定地运行并实现总功率损耗最小.采用MATLAB/Simulink软件对所设计的控制系统进行了仿真研究.仿真结果表明,对于给定的车辆参数和土壤条件,采用自适应模糊PID控制器能够使半履带气垫车稳定行驶在最佳工作状态.该研究结果为半履带气垫车控制系统的设计提供了理论指导.     

四轮随机路面激励下的七自由度车辆响应特性

为了研究不同等级道路下车辆动态响应以及轮胎动载荷的变化情况,根据国家路面不平度分级标准,采用滤波白噪声法建立了随机路面时域模型并与标准路面的功率谱密度对比验证模型的准确性。通过四个车轮之间的传递函数建立了四轮随机路面时域激励模型;并以该模型作为不平路面激励,考虑悬架拉伸和压缩状态时的不同阻尼,建立七自由度整车行驶动力学模型。研究了车辆质心垂向加速度、俯仰角、侧倾角以及轮胎动载荷随路面等级的变化情况。结果表明:车辆和轮胎的动态响应随着路面不平度的增加而增加。可见,搭建的整车模型能够很好地反映不同路面下车辆的动态响应,为车路耦合的深入研究奠定基础。     

重型商用车动力传动系参数优化与软件开发

为了提高重型商用车的燃料经济性和动力性,优化设计了动力传动系参数.基于燃料消耗限值,以重型商用车动力性和燃油经济性为目标函数,对重型商用车动力传动系参数进行了全面的优化设计.基于MATLAB平台,开发了重型商用车动力传动系参数优化设计软件.以某重型商用车为例,进行了动力传动系参数优化设计,并进行了实车道路试验.优化设计...     

考虑多车型油耗因素的路网收费优化模型研究

针对路网出行效率低下及其导致的燃油过度消耗等问题,基于对机动车油耗模型的分析,从节能降耗的角度建立了考虑不同车型的多车型最小油耗模型。进而构建多车型最优收费均衡模型,利用道路收费的方式控制出行者的路径选择行为,使出行者按期望达到的路段设计流量出行,最终达到路网平衡状态下总油耗量最小的目的。采用Frank Wolfe算法,通过寻找可行下降方向进行迭代求解。以某区域抽象公路网为案例进行分析,研究结果表明,通过制定合理的收费策略能够有效地调控出行者的路径选择行为,实现系统总油耗最小的目标。