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%.     

基于极小值原理的插电式四驱混合动力汽车能量管理策略

建立以电池SOC为状态变量，以后驱电机和ISG （integrated starter and generator）电机输出转矩为控制变量，以整车燃油消耗最小为目标的能量管理优化模型，然后基于极小值原理设计上述优化问题的求解流程，从而获得基于极小值原理的插电式四驱混合动力汽车能量管理控制策略，最后在建立整车系统仿真模型的基础上对该能量管理控制策略进行仿真，并将仿真结果与基于CD-CS模式规则控制策略的仿真结果进行对比。结果表明，提出的控制策略具有良好的燃油经济性，与CD-CS模式规则控制策略相比，提出的控制策略使整车百公里油耗降低了28.18%。     

基于系统综合效率最优的双轴并联PHEV联合优化控制策略

针对双轴并联插电式混合动力汽车控制策略与参数优化问题,综合考虑发动机和电动机工作区间对整车经济性的影响,以系统综合效率最高为目标提出了同时优化转矩分配和变速器挡位的联合优化控制策略,同时引入成本函数对整车经济性和换挡成本进行综合评价.制定控制策略后,以整车在NEDC工况下的电平衡油耗最低为优化目标,采用Isight/Cruise/Simulink联合仿真优化平台采用自适应模拟退火算法对联合优化控制策略参数进行了优化.仿真结果表明,经优化参数后的联合优化控制策略比未经参数优化的规则策略节省油耗7.7%,比运用初始规则策略节省油耗17.3%.     

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%。     

轮毂电机式增程电动车参数匹配与性能分析

针对传统增程电动车动力系统布置困难、轴荷分配不合理等问题,构建增程器前置轮毂电机后驱的动力系统构型,根据设计指标与整车参数完成动力系统参数匹配,利用MATLAB\\Simulink\\Stateflow搭建整车控制策略,利用AVL Cruise仿真软件在新欧洲驾驶循环(NEDC工况)下对整车的动力性、经济性与控制策略进行分析。仿真结果显示:整车百公里加速时间为10.35 s,最高车速为158.48 km/h,车速20 km/h时最大爬坡度为34%;NEDC工况下总续驶里程为311.53 km,纯电动模式下百公里电耗为16.67 kWh,增程模式下百公里油耗为6.18 L;各工作模式均可在特定工况下开启或关闭。提出的动力系统方案满足整车对动力性、经济性的要求,搭建的控制策略与增程式电动车的工作模式相符,相关研究为提高增程式电动的性能提供了解决思路。     

采用能量管理策略的混联式混合动力汽车的建模与仿真

以燃油消耗最小为目标,在Matlab/Simulink中搭建一种混联式混合动力汽车的动力系统模型,基于逻辑门限值的能量管理策略分别在城市和市郊两种道路工况下进行仿真。仿真结果表明,整车需求转矩可以进行有效分配,维持了电池荷电状态的平衡,城市道路工况百公里油耗为4.8 L,市郊道路工况百公里油耗为1.596 L;与传统的燃油车进行相比,城市道路工况下百公里油耗降低率达到了37.4%,高速道路工况下达到了71%。     

基于非线性规划遗传算法的汽车动力传动系统参数优化研究

研究了兼顾动力性和燃油经济性的汽车动力传动系统优化数学模型,以改善燃油经济性和整车动力性为目标,采用非线性规划遗传算法对某款轿车的动力传动系统参数进行优化研究并进行了仿真试验验证.结果表明:优化后原地起步加速时间降低了3.96%,整车多工况百公里油耗降低了8.23%.表明运用非线性规划遗传算法进行动力传动系统参数优化是可行的.     

并联混合动力汽车传动系速比优化

为了进一步提高混合动力汽车燃油经济性,使用仿真软件Cruise建立整车性能仿真模型,并集成到优化平台Isight软件中,对传动系速比参数进行优化和匹配。为了提高优化速度,建立了响应面近似模型作为优化时的代理模型,并利用Isight软件中的多岛遗传算法和序列二次规划算法建立组合优化算法。研究结果表明:优化后在满足整车动力性设计指标的前提下,循环工况下的百公里综合油耗降低了7.20%,优化速度提高了30倍。     

插电式混合动力车型控制策略优化

控制策略对整车燃油经济性起着重要作用,以某辆插电式混合动力汽车(PHEV)为研究对象,对原有的二阶段(CD-CS)控制策略进行了研究。针对该策略存在的问题,进行了控制策略优化设计,并制定了四阶段控制策略。通过仿真软件GT-drive建立整车动力模型并进行仿真分析,结果表明:在行驶里程已知的情况下,四阶段控制策略能够使得荷电状态(SOC)长时间保持在高效区,相比CD-CS控制策略更加节油,每100 km油耗减少了8.2%。实车验证结果表明:优化后的四阶段控制策略同样适用于实车运行。     

串并联混合动力变速箱挡位对整车性能的影响

针对串并联混合动力车辆变速箱选型匹配问题,采用试验设计（DOE）方法选取变速箱最优速比并分析挡位对整车性能的影响。建立了整车仿真模型和控制策略并进行了台架验证,分析了该混合动力系统3种变速箱挡位配置对车辆的加速性能、爬坡性能和整车油耗的影响。仿真结果表明,挡位的增多可以提高整车动力性,降低整车对电池放电功率及电池容量的需求,但是对整车油耗改善较小。进一步仿真结果表明,即使改善发动机低转速中高负荷区域的燃油消耗率,变速箱挡位数对整车油耗的影响也不大。     

ISG型中度HEV控制策略优化算法研究

文章针对设计的ISG型中度混合动力汽车(HEV),建立了基于动态规划算法优化控制策略的Matlab/Simulink逆向验证模型,通过仿真得到特定工况下燃油消耗最优值,用以评价之后建立的基于遗传算法优化的Advisor整车模型。比较仿真结果,可以得出基于遗传算法优化的Advisor模型具有较高的精确性,其燃油消耗量与理论最优油耗值误差在3.2%左右,总体油耗值在一个相对理想的范围。     

新型功率分流混合动力汽车的动力性优化

动力性是整车的重要性能指标之一.为研究混合动力汽车的动力性优化问题,按照车速序列将全油门加速过程转化为多级决策过程,提出了动力性优化问题的动态规划求解方案;建立了新型功率分流混合动力汽车模型,基于Matlab仿真平台得到了全局最优控制策略;同时,建立了双电机转矩图,定义电机速比及动力电池功率带,分析、归纳了全油门加速控制策略.整车动力性优化试验结果显示,优化后车辆的百公里加速时间减少了15.7%,基于动态规划算法的控制策略可显著提升整车动力性.     

基于实际工况的插电式混合动力公交车参数自适应控制策略研究

为充分挖掘插电式混合动力公交车的节油潜力,提出了一种基于工况影响的变参数控制策略,从而实现了整车功率的合理分配。采集20辆公交车的行驶数据、利用短行程分析法,拟合出某城市公交车的拥堵、市区、市郊及综合这4类工况,同时利用组合优化算法优化了相同行驶里程下4类工况的整车控制策略的关键参数,选择性地建立了识别数据库并嵌入到基于综合工况优化后的定参数控制策略中,进而形成依据欧氏距离和贴近度准则的实时判别当前工况类型并自动调用该类工况最优控制参数的变参数控制策略。研究结果表明:较定参数控制策略,相同实验工况下变参数控制策略的整车综合油耗降低5.12%;通过引入快速控制原型测试得出,综合工况下变参数控制策略的整车综合油耗降低4.9%,验证了变参数控制策略的可行性。     

纯电动客车驱动电机选型及优化仿真

基于中国典型城市循环工况下对纯电动客车驱动电机进行选型优化,利用CRUISE仿真软件搭建整车模块,对驱动电机选型优化前后分别进行整车性能仿真.结果表明:对纯电动客车驱动电机选型优化较合理,优化后整车在中国典型城市循环工况下百公里耗电量下降4.1%,续驶里程增加4.6%,匀速40 km·h~(-1)工况下百公里耗电量下降4.2%,续驶里程增加8.5%.     

基于对转双转子电机的混合动力车用机电复合传动系统研究

为充分发挥混合动力汽车节省燃油降低排放的优势,提出了一种主要由双转子电机和行星齿轮机构组成的混合动力车用机电复合传动系统;分析了该系统的工作机理并基于快速模拟杠杠法建立系统的传动特性;在MATLAB/Simulink/Stateflow环境下建立了系统的整车仿真模型及转矩控制策略,仿真结果表明所提出的新型机电复合传输系统在UDDS循环工况下的百公里油耗为6.227L,具有较好的燃油经济性。     

基于动态规划的电动汽车加速过程优化控制

为提高纯电动汽车能量利用效率,针对电动汽车加速过程,提出了基于动态规划算法的优化控制策略.建立了基于效率图的电机及驱动系统模型和锂离子动力电池组美国新一代汽车合作伙伴计划(PNGV)等效模型,以及整车能源和动力系统的效率模型;构建了整车动力性和经济性的多目标价值函数,采用动态规划算法获得加速过程中优化的电机控制指令路径.基于Matlab平台对城市通勤电动汽车(ECUV)车型进行仿真,结果显示,百公里加速时经济性最优的加速路径能耗降低了22.42%,说明优化的路径能有效提高整车效率减少能量损耗,优化方法可行.     

增程式电动汽车能量管理策略优化研究

文章以增程式电动汽车为研究对象,以提高整车燃油经济性为目标,采用准静态方式建立了简化的整车模型,利用动态规划方法得到在特定工况下整车的最优控制及燃油消耗最优值;在ADVISOR平台上搭建了整车模型及基于逻辑门限值的控制策略,并利用遗传算法对控制策略中的主要参数进行优化。结果表明,与优化前相比,优化后整车的燃油消耗量明显降低,与理论最优油耗值的误差仅为2.8%。     

新型功率分流混合动力系统能量管理预测优化

针对新型双模功率分流混合动力系统,为改善拟搭载样车的能量经济性,开发了基于模型预测控制的实时优化能量管理策略并进行了仿真验证。通过分析各动力源在不同工作模式下的转速转矩关系,建立了功率分流系统模型。通过分析该构型方案在不同功率分流模式下的机械点,得到系统效率随传动比的变化关系,并基于发动机稳态燃油消耗特性曲线建立了其数学模型,基于安时积分法建立了动力电池一阶等效模型。根据已有的发动机模型及动力电池模型,建立了功率分流混合动力系统短时域预测模型,预测了有限时域内电池荷电状态及发动机燃油消耗率的变化。最后,基于预测时域内等效燃油消耗最小提出系统在混合动力模式下发动机工作点的最优决策律,并基于该最优决策律开发功率分流混合动力系统模型预测能量管理策略,实现了各动力源转矩的实时最优分配。设置预测时域和控制时域均为3s,新欧洲行驶工况仿真结果表明,该控制策略可实现能量管理的实时滚动优化,其百公里油耗为4.95L,相比于基于规则能量管理策略下的百公里油耗5.364L,可提升整车大约7.7%的燃油经济性。     

新型功率分流混合动力系统能量管理预测优化

针对新型双模功率分流混合动力系统,为改善拟搭载样车的能量经济性,开发了基于模型预测控制的实时优化能量管理策略并进行了仿真验证。通过分析各动力源在不同工作模式下的转速转矩关系,建立了功率分流系统模型,通过分析该构型方案在不同功率分流模式下的机械点,得到系统效率随传动比的变化关系,并基于发动机稳态燃油消耗特性曲线建立了其数学模型,基于安时积分法建立了动力电池一阶等效模型。根据已有的发动机模型及动力电池模型,建立了功率分流混合动力系统短时域预测模型,预测了有限时域内电池荷电状态及发动机燃油消耗率的变化。最后,基于预测时域内等效燃油消耗最小提出系统在混合动力模式下发动机工作点的最优决策律,并基于该最优决策律开发功率分流混合动力系统模型预测能量管理策略,实现了各动力源转矩的实时最优分配。设置预测时域和控制时域均为3s,新欧洲行驶工况仿真结果表明,该控制策略可实现能量管理的实时滚动优化,其百公里油耗为4.95L,相比于基于规则能量管理策略下的百公里油耗5.364L,可提升整车大约7.7%的燃油经济性。