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。     

基于阿特金森发动机的增程式电动汽车控制策略匹配设计

能量管理控制策略是增程式电动汽车降低油耗和排放的关键,为了使增程式电动汽车获得较好的燃油经济性和控制效果,对采用阿特金森循环发动机的增程式电动汽车的结构特点和工作模式进行了分析.基于阿特金森循环发动机的工作特点,对传统的恒功率控制策略、功率跟随控制策略进行了匹配优化,并提出了发动机三工作点控制策略和基于转速切换的功率跟随控制策略.利用Cruise和Matlab软件建立了联合仿真模型.仿真结果表明:三工作点控制策略与恒功率控制策略相比,有效地防止动力电池大电流充电,有利于缓解电池寿命衰减.基于转速切换的功率跟随控制策略能有效减小发动机转速的频繁波动并且显著提高了燃油经济性,为采用阿特金森循环发动机的增程式电动汽车实用型控制策略的开发提供参考.     

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.     

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%.     

增程式电动汽车发动机多工作点控制策略

增程式电动汽车动力系统特殊的结构形式使发动机工作状况不必跟随负载功率需求,发动机控制策略的选择和设计具有多样性。针对目前增程式电动汽车发动机控制策略存在的不足,提出多工作点控制策略,根据行驶过程中的需求功率、车速、电池电量等约束条件,结合万有特性曲线将发动机控制在多个效率较高的优秀工作点上运行,合理设计各工作点间切换逻辑。运用Matlab/Simulink软件完成控制策略模型建立,AVL-cruise软件完成整车、驾驶员以及模拟工况模型建立,两者联合仿真试验结果证明,该策略能在保证车辆动力性、经济性的基础上,减少发动机动态波动,抑制电池大电流充放电,并能够利用路面噪声、空气噪声对发动机噪声的掩蔽效应降低高速行驶时的整车噪声。     

增程式电动汽车模糊控制能量管理策略研究

在ADVISOR软件环境中建立燃料电池增程式电动汽车动力系统模型,利用该模型设计基于模糊控制理论的整车能量管理策略,并以车辆最大续驶里程为优化目标,利用遗传算法对模糊函数和模糊规则进行优化.对比发现优化后的模糊控制管理策略能改善燃料经济性,提高整车续驶里程.典型工况下不同能量管理策略的整车仿真结果显示,本文所制定的模糊控制能量管理策略优于常见的恒温器及功率跟随能量管理策略,适合用于增程式电动汽车.     

基于工况与粒子群优化的增程汽车能量管理策略开发

为了进一步提高增程式电动汽车(extended range electric vehicle,EREV)的燃油经济性,在满足驾驶性能和车辆动力要求的前提下,根据低速、中速、高速典型工况下发动机功率分布分析,提出一种基于自适应权重粒子群算法(adaptive weighted particle swarm optimization,AW-PSO)优化的三点式最优功率控制策略。为验证其经济性能,基于MATLAB/Simulink开发动力系统模型以及整车能量管理策略。基于驱动成本理论,在多种国际标准工况下进行仿真对比,结果表明：相比功率跟随策略而言,基于工况的三点式功率控制策略实现平均12.95%的成本节省,而AW-PSO优化策略下平均节约成本提升到21.44%。     

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%。     

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%。     

一种新型的增程式电动汽车驱动系统

为提高混合动力汽车的动力性和燃油经济性,简化驱动系统的结构,提出了一种新型多模式驱动的增程式电动汽车驱动系统.文中分析了该系统的各个工作模式及功率流分配;通过台架实验获得了发动机、电机、电池等的工作性能,在Matlab/Simulink环境下建立了关键动力元件(如发动机、主电机、辅助电机和蓄电池)及整车的仿真模型,并对该系统进行了动力性能和燃油经济性能仿真分析.结果表明,相对于Volt系统,文中提出的驱动系统的动力性明显改善,最高车速提高了37.5%,燃油消耗率降低了24.8%.     

基于模糊逻辑的混合动力汽车控制策略研究

针对插电式混合动力汽车具有电量消耗和电量保持2个阶段的特点,文章提出一种基于转矩分配的模糊控制策略。在Matlab/Simulink环境下建立整车模型,并对提出的控制策略在不同行驶工况下进行仿真。结果表明,在已知路况里程的前提下,能使得电量消耗续驶里程尽量接近总行驶里程,发动机工作在高效区域,并且具有较好的燃油经济性。     

ISG并联混合动力轿车最优转矩分配策略

能量管理策略对混合动力汽车燃油经济性的改善具有关键作用。因为ISG混合动力轿车发动机转速不是受控变量,转矩成为能量管理策略惟一的控制变量,使其实质为转矩分配策略。考虑动力总成部件之间能量传递转换效率得到电机等效燃油消耗量,由此得到不同待选分配点动力总成等效燃油消耗率,以动力总成等效燃油消耗率最小化为原则优化转矩分配,使整车燃油经济性达到最优。通过离线计算,使转矩分配成为根据整车需求转矩、发动机转速和超级电容电压进行简单查表的过程,解决了计算量大的缺点,方便了实际应用和实时控制。建立整车和控制策略模型进行仿真计算,基于中国乘用车城区瞬态循环,与传统逻辑门限值分配策略相比,整车燃油经济性改善提高了5.2%。     

混合动力车辆多目标控制能量管理策略研究

为满足混合动力车辆动力性要求,并提高车辆的能量利用效率,根据动力单元与负载的能量关系及电池组充放电特性与SOC的关系,提出了一种基于电池组恒SOC和发动机燃油消耗优化控制的综合能量管理策略.对该策略进行实验验证的结果表明:电池组能保持在最佳工作状态,且车辆的燃油经济性提高了约8%.     

融合驾驶风格识别的插电式混合动力汽车自适应控制策略

考虑到驾驶风格对燃油经济性的影响较大,提出了一种融合驾驶风格识别的自适应控制策略,用于插电式混合动力汽车发动机和电机之间的实时扭矩分配。 构建出两种驾驶风格识别模型,在获得驾驶风格识别模型后,考虑到对各种驾驶风格的适应性,融合识别的驾驶风格类别,提出了一种与基于自适应等效因子算法的 PI 模糊更新规则相结合的等效消耗最小化策略 (ECMS)。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,结合驾驶风格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。将一段工况使用所指定的能量管理策略,仿真结果表明,融合驾驶风格识别的策略在燃油经济性最高提升了10.5%,汽车的HC,CO,NOx总排放最高降低了11%,,发动机,电机工作点更好的运行在最佳区域中。     

并联式混合动力汽车的实时控制策略优化

分析了并联式混合动力汽车的能量流动情况，建立了便于进行扭矩分配计算的驱动系统简化模型。将电池充放电过程中消耗的能量等效为一定的油耗，以最少等效油耗为目标函数，建立了实时控制策略。针对FUDS驾驶循环，计算得到了最少油耗的实时扭矩分配方案．结果表明，该实时控制策略能有效的降低车辆的燃油消耗，优化发动机的工作点。     

混合动力车辆多目标控制能量管理策略研究

为满足混合动力车辆动力性要求,并提高车辆的能量利用效率,根据动力单元与负载的能量关系及电池组充放电特性与SOC的关系,提出了一种基于电池组恒SOC和发动机燃油消耗优化控制的综合能量管理策略.对该策略进行实验验证的结果表明:电池组能保持在最佳工作状态,且车辆的燃油经济性提高了约8%.     

电磁耦合混合动力公交车整车控制策略及参数匹配

设计了一种新的基于动力伺服的电磁耦合强混合动力公交车方案,可使发动机一直运行在最佳经济运行线上而不受轮边负荷约束,从而达到节油目的.此系统采用双电机取代了传统的机械离合器和手动变速箱,可同时起到电磁离合器和无级变速箱的作用.在分析系统结构、工作原理和确定整车控制策略的基础上,以目标车辆满足整车动力性指标和典型循环工况为前提,对发动机、双电机、蓄电池参数的设计依据和匹配进行了研究,并利用整车后向仿真模型验证了此方案,结果表明:0-60 km/h加速时间比传统目标车辆减少了16.5%;基于上海Xumin循环工况的燃油经济性提高了39.6%.     

并联混合动力汽车怠速停机控制策略研究

怠速停机是混合动力汽车主要节能途径之一,本文以并联式混合动力客车为研究平台,建立了怠速停机控制策略,在CRUISE环境下对发动机怠速时间、怠速转速与燃油经济性的关系进行了深入的研究,基于国内典型城市公交循环工况的仿真结果表明:采用怠速停机控制策略后,燃油经济性比原车得到显著改善。     

并联混合动力汽车模糊多目标控制策略

针对并联混合动力汽车(PHEV),提出一种模糊多目标整车控制策略.通过应用电动机等效燃油消耗的概念,将整车燃油消耗与尾气排放同时作为优化目标.应用模糊逻辑和最小加权偏差法,并根据当前工况对优化目标的偏好情况,求得瞬时最优工作点.基于ADVISOR仿真平台的研究表明,模糊多目标控制策略(FMCS)相对基于规则的控制策略(RBCS)能够在不损失车辆动力性能的前提下有效降低燃油消耗和尾气排放,同时将电池荷电状态(SOC)维持在合理范围内.