基于田口鲁棒优化的电动汽车驱动控制策略研究

为改善电动汽车驱动系统动力性和经济性,由电池组放电效率模型、驱动电机系统效率模型和电动汽车加速度模型,建立了综合目标函数.根据城市道路特征对综合目标函数动力性和经济性所占权重进行分配.分别以电机转矩-电机转速,电机转矩-加速踏板开度变化率为信号因子,驱动电机温度,电池组荷电状态为限值因子建立正交试验表,根据田口鲁棒控制动态特性信噪比对整车控制器输出转矩进行优化.根据GB/T 18386—2017电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法进行实车试验.试验结果表明行驶一个市区循环工况,相比于原车驱动控制策略,基于电机转矩-电机转速正交表的方法可节省能耗9%;基于电机转矩-加速踏板开度变化率正交表的方法可节省能耗4%.      

纯电动汽车自动变速器换挡规律研究

换档规律是自动变速器控制系统的核心技术,其控制参数选择的合理性直接影响纯电动汽车的动力性、舒适性和续驶里程．用纯电动汽车行驶加速度和加速踏板位置作为换挡控制参数,分别设计出动力性和经济性两种换挡规律,并用CRUISE软件进行仿真和优化,得出适合某型电动汽车变速器的换挡规律,实现了节能与增加续驶里程的目的．     

纯电动商用车机械式自动变速器综合换挡策略

为了使装有机械式自动变速器(AMT)的纯电动商用车的换挡时机能够更好地兼顾动力性和经济性,提出一种综合换挡策略。为提高工况适应性而引入负载识别思想,通过制动踏板信号、加速踏板开度及其变化率、车速、加速度等控制参数来识别汽车行驶工况,并采用工况分层处理。结合驾驶员意图和动力电池荷电状态(SOC)来制定综合换挡控制策略,采用正交设计法对控制策略参数进行优选,建立了整车的基于MATLAB/Simulink与CRUISE软件的联合仿真模型。研究结果表明:仿真分析和实车试验的数据规律吻合良好,表明了仿真模型的适用性。在实车加速性能试验中,采用综合换挡规律,0~50km/h和50~70km/h的加速时间分别为23.48s和24.38s,与动力性换挡规律接近,明显优于经济性换挡规律;在实车郊区路况的经济性试验中,采用综合换挡规律的电池SOC值减少了3.51%,与经济性换挡规律接近,同样优于动力性换挡规律,证明提出的综合换挡控制策略达到了预期的研究目标。     

基于粒子群算法的汽车TBW综合换档规律研究

为同时兼顾汽车动力性与经济性要求,在制定以最低比油耗为换档依据的经济性换档规律和以最大加速度为换档依据的动力性换档规律的基础上,提出一种制定和优化综合性换档规律的方法。运用归一化处理的原则,对整车能耗变化率和加速度平均变化率进行权重求和,建立总目标优化函数的数学模型,采用多目标粒子群算法进行优化仿真。通过分析适应度值随迭代次数的变化曲线以及粒子的动态寻优图解,得到综合性换档规律曲线。结果表明,优化后的综合性换档规律,满足经济性要求,动力性能平均改善率达到13.24%,即整车性能得到提高。     

纯电动汽车动力系统匹配与性能仿真

兼顾纯电动汽车动力性与经济性指标,完成驱动电机、动力电池组和变速器的优化选型.然后,围绕电池组容量与质量之间对整车性能影响的矛盾关系,利用电涡流测功机测试不同电池质量等速行驶200 km的能量消耗,对动力电池进行优化选型.最后,采用区间优化设计方法对传动系参数进行优化设计.针对两挡电控机械式自动变速器(AMT)换挡过程中存在换挡冲击的影响,提出一种基于电机转矩控制的换挡策略及搭载电动汽车联合仿真模型,并对换挡控制策略和整车性能指标进行仿真分析.结果表明:动力系统优化匹配方法能很好地满足动力性和经济性行驶要求,续驶里程测试过程中变速器换挡冲击度小,换挡品质较高,验证了匹配方案、仿真模型与控制策略的有效性和准确性.     

纯电动汽车加速过程中的驱动转矩优化控制策略

以纯电动汽车在加速过程中的驱动转矩为研究对象,提出了以加速踏板开度和电动机转速确定纯电动汽车基准转矩的方法.根据纯电动汽车在不同车速加速时对驱动转矩的需求不同,建立了以车速和加速踏板开度及其变化率为输入变量,转矩补偿增量为输出变量的模糊控制器,并对基准转矩进行转矩优化.针对纯电动车加速时,不同车速对转矩补偿增量的影响程度,设计了不同驱动转矩控制策略在相同加速踏板动作下的加速对比试验.结果表明:考虑加速时车速因素的转矩优化控制策略提高了纯电动汽车在中低车速时的加速动力性和高速时的加速操稳性.     

纯电动客车动力传动系统参数优化仿真

在纯电动客车的设计过程中,为了提高电机的工作效率和纯电动客车的行驶里程,对动力传动系统进行了参数匹配。提出了采用固定速比主减速器与两档变速器的两种动力传动方案,并以行驶里程为目标,整车动力性要求为约束,采用遗传算法对传动系统的速比进行了优化。应用MATLAB/Simulink建模,进行了CYC_ECE_EUDC循环工况仿真。仿真结果表明:加装了两档变速器的纯电动客车在动力性满足要求的情况下,行驶里程提高了21.3%。     

基于支持向量机的纯电动汽车经济性换挡控制

为了延长纯电动汽车续驶里程,文章应用基于支持向量机的方法对纯电动汽车实现经济性换挡控制,通过试验数据获得电机、逆变器和变速器的效率特性,建立纯电动汽车的能量消耗模型;在城市道路循环工况(UDDS)下应用车速和加速度双参数获得经济性最优挡位信息,形成学习数据库;应用支持向量机分类器和传统换挡规律在欧洲行驶工况(ECE)下进行在线预测和仿真对比。该文对纯电动汽车变速器智能换挡控制的研究,对于提高整车经济性具有一定的理论意义和实用价值。     

考虑电动空调能耗的纯电动汽车动力传动系统参数匹配

在考虑电动空调对电动汽车整车性能影响的基础上,对一款两挡变速纯电动汽车动力传动系统包括蓄电池、驱动电机和变速器参数进行了匹配设计。基于所选部件综合效率模型,制定了经济性换挡策略,并以循环工况能耗最小为目标对初选速比进行优化。仿真结果表明:匹配参数不但兼顾了整车质量不至过重而且又确保动力性和续驶里程符合设计要求,在初选速比基础上的速比优化使得续驶里程在关闭空调时延长5.28%,开启空调时延长4.29%。     

基于贪心策略的电动车AMT换挡点实时优化方法研究

电动车机械式自动变速器（automated mechanical transmission,AMT）系统换挡点对整车动力性和经济性水平具有重要影响,针对电动车AMT查表式换挡规律工况适应性差,无法基于工况进行定量求解以及兼顾动力性和经济性等问题,提出了一种基于贪心策略的电动车AMT换挡点实时优化控制方法. 通过马尔可夫链对电动车行驶工况进行预测,并基于贪心策略对换挡点进行优化控制. 在世界轻型车辆测试工况与中国汽车行驶工况下,仿真结果表明,采用贪心策略的电动汽车相比采用经济性换挡策略的电动汽车耗电量分别减少了2.56%、1.07%,电池SOC值下降分别减少了2.06%、1.81%,经济性得到提升.      

基于制动意图识别的双轴四驱电动汽车制动控制策略研究

制动能量回收对增加纯电动汽车续驶里程具有重要作用,文章根据驾驶员制动操纵中制动踏板开度、制动踏板开度变化率的变化特点和特性,使用模糊推理工具搭建Simulink制动意图识别模型,将驾驶员制动意图分为小强度、中度、大强度以及紧急制动4种制动强度,并基于电机特性、理想制动力分配曲线以及欧洲经济委员会(Economic Co...     

基于最优控制理论的电动汽车机械式自动变速器换档控制

提出了一种用于电动汽车的动力保持型二档机械式自动变速器,该变速器主要由行星齿轮系统、离心摩擦离合器、带式制动器构成,可以在两个档位之间进行无缝切换。解决了传统机械式自动变速器(AMT)在换档过程中存在的动力中断问题。建立了电动汽车动力传动系统的动力学模型,采用基于动态规划和带约束的凸优化的变速器换档过程的最优控制方法,以冲击度和滑摩功为评价指标,求解换档过程的最优控制量,实现变速器的最优换档控制。通过动力学建模与仿真,对基于最优控制的变速器换档控制进行分析和优化,对普通分段控制方法和最优控制方法进行对比。仿真结果表明:该最优控制方法能够有效提高电动汽车的换档舒适性,并在保证动力性能不降低的前提下减少离合器和带式制动器的摩擦损失。     

两挡纯电动汽车动力传动系统的参数匹配与优化

文章将一款单挡传动方案的纯电动汽车改为两挡变速传动的方案,分析了满足整车性能指标要求的动力系统电机及电池的参数匹配方法。为了提高整车能量利用率,以整车动力性要求为约束、NEDC工况下电机能量消耗最小为目标,采用遗传算法对传动系统的参数进行优化设计,分别制定了动力性和经济性换挡规律,以验证两挡传动方案的优势。仿真结果表明,相比于单挡传动方案,两挡传动方案时整车动力性和经济性都有一定的提升,并且降低了对电机功率和转矩的需求。其中,动力性换挡策略下整车百公里加速时间缩短了7.75%,经济性换挡策略下,整车能耗降低了4.7%。     

汽车自动同步换挡系统及其换挡策略

提出了AST自动同步换挡系统及其自动换档策略.通过油门踏板分析出驾驶员意图,将其转换为本系统的控制指令:加速度.并通过制定合理的换挡策略,综合控制节气门与变速器,用闭环控制来跟随加速度指令,从而实现汽车动力性、舒适性与燃油经济性自动换挡.在Matlab仿真软件中搭建了自动同步换挡系统的意图识别、换挡策略、汽车动力模型各模块,通过仿真证明了本同步换挡系统及换挡策略的可行性.     

基于ANFIS的电动赛车加速驱动控制的优化

为提高赛车在中低速下的加速能力,针对传统模糊控制依赖操作人员的经验、控制精度较低等缺点,提出一种基于自适应神经模糊推理系统的电动赛车加速驱动控制优化方法。该方法以当前加速踏板开度对应的最高车速为驾驶员期望车速,以驾驶员期望车速与实际车速的偏差及其变化率为输入变量,以加速踏板修正系数为输出变量,将加速踏板修正系数与当前加速踏板开度相乘得到修正后的加速踏板开度。Matlab/Simulink仿真与实车测试结果表明:在对加速踏板采用相同的操作控制下,优化后的驱动控制方法增加了赛车加速踏板的开度;在加速结束时刻,赛车车速的仿真值较优化前提高209%,实测值较优化前提高174%。     

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.     

纯电动汽车动力系统参数匹配及优化研究

对纯电动汽车的电机参数、电池组参数以及传动系速比参数进行匹配和优化研究,达到提高车辆动力性和经济性的目的。论文采用GA算法,以行使续驶里程和能量消耗作为目标函数对参数进行了优化,得到了优化后的动力系统参数,同时借助Advisor软件对纯电动汽车进行了仿真分析。结果表明,动力系统参数优化后的纯电动车动力性和经济性均有明显的改善。     

基于行驶工况的纯电动汽车传动比区间优化

文章以合肥市典型道路为例进行了实车道路工况数据测试,利用微行程法构建出合肥市代表性行驶工况;基于构建的行驶工况,以传动比为设计变量,提出了一种传动比区间优化方法;分析纯电动汽车行驶工况中的能耗情况,结合采样工作点电机驱动系统效率和经济性换挡规律,构建出续驶里程约束区间函数,得到了满足动力性条件的传动比最大可行区间。结果表明,根据实际工况所得的最大可行区间既能解决各挡位配齿问题,又能提高整车的续驶里程。     

前后独立驱动电动汽车转矩分配与驱动防滑协调控制

为了提升前后独立驱动四驱电动汽车的综合性能,提出了一种集成前后轴转矩分配和驱动防滑功能的协调控制策略(coordinated control strategy, CCS)。分别设计了基于经济性最优的前后轴转矩分配控制器和基于滑模控制理论的驱动防滑控制器。在此基础上,设计了集成两种控制器工作效能的协调控制策略。与已有集成控制策略不同,提出的策略不是将转矩分配与驱动防滑两种控制功能简单组合,而是在综合考虑车辆的安全性、经济性和动力性条件下进行合理且有效的集成。在常规工况下,车辆默认遵循经济性原则,同时控制器实时监测各车轮的滑移率。当路面条件恶化、无法满足经济性行驶时,在保证安全性的前提下,进行适当的转矩补偿,最大限度地利用路面附着条件,尽可能保障车辆的动力性不受影响。在MATLAB/CarSim环境下对提出的协调控制策略进行仿真验证的结果表明,在加速踏板开度分别为10%、30%、50%时,与传统集成控制策略(traditional integrated control strategy, TICS)相比,所提出的CCS使车辆的动力性能分别提升15.3%、35.6%、4.5%。     

考虑运行工况的纯电动汽车动力传动系统参数设计

针对传统理论计算方法的不足,提出了一种理论计算与运行循环工况分析相结合的纯电动汽车动力传动系统的参数设计方法。根据整车动力性需求确定了电机的峰值功率。为使运行工况下电机尽可能工作在高效区,选取10种循环工况对整车需求功率范围进行分析,由此确定了电机的额定功率。分析了电池质量对整车动力性和续驶里程的影响,通过定义加速时间影响因子和续驶里程影响因子,修正了电机的功率参数。以整车动力性为约束,以等速工况下的续驶里程最大为目标对传动系速比进行优化,使整车的续驶里程在满足动力性的条件下明显提高。分析了蓄电池在不同SOC下输出功率的变化规律,当蓄电池SOC接近下限时,对电池组的输出功率进行了仿真分析,结果表明在极限工况下,蓄电池的输出功率可以满足整车的动力性要求。