新型行星齿轮插电式混合动力系统设计与仿真分析

提出了一种新型行星齿轮插电式并联混合动力传动装置。利用优化算法得到了行星齿轮传动装置的主要参数。为了评估其燃油经济性和动力性能,参照国产某品牌SUV车型参数,基于ADVISOR软件建立了插电式混合动力车辆的仿真模型,在NEDC循环工况下对该插电式混合动力车辆模型进行了电荷耗尽模式和持续充电模式仿真。结果表明,所提出的新型混合动力系统能够满足GB/T 32694—2016要求。新型行星齿轮插电式混合动力系统仅使用一台电动机,混合动力装置结构紧凑,价格低廉,占用空间小。     

增程式电动汽车动力系统参数匹配建模仿真分析

增程式电动汽车是以纯电能驱动的车辆,通过动力蓄电池和一个小型的增程器(Auxiliary Power Unit)为车辆提供电能,在增加了车辆续航里程的同时,工况适应性也随之提高,被评为目前具有较高研发前景的新能源汽车^[1]。本文以城市SUV车型的增程式电动汽车为需求目标进行研究。根据整车参数及制定的控制策略,基于AVL Cruise软件为平台建立性能仿真模型;建立Simulink控制策略模型;分别在短途行驶模式和长途行驶模式下选定符合相应模式的行驶工况进行联合仿真分析。结果表明,整车动力性及续航里程均能达到初始的设计目标,为增程式电动汽车的技术拓展和多样的控制策略提供可行性方案。     

增程式电动车参数匹配与分析

针对增程式电动车研发中动力系统的参数匹配问题,以整车动力性和续航里程为设计目标,从电驱动系统、动力电池系统、内燃式增程器系统等方面出发,设计了增程式电动车动力系统参数,并以软件AVL CRUISE为仿真平台,采用增程器恒功率控制策略搭建了整车模型,验证了所设计的增程式电动车的整车动力性和续航里程。研究结果表明,车辆的最高车速、加速性能和爬坡性能满足车辆动力性能要求;车辆在10 km/h和15 km/h匀速工况下纯电动续航里程和增程模式的续航里程也满足车辆续航里程要求。     

并联式PHEV模糊控制策略研究

针对并联式PHEV两个动力源之间合理分配能量的问题,设计了一种基于理论SOC参考轨迹的模糊控制策略,并研究了预设行驶里程的准确性对该控制策略控制效果的影响。该模糊控制策略以提高PHEV的燃油经济性为目标,在准确预设行驶里程的情况下充分发挥PHEV大容量电池的优势。使用ADVISOR对该控制策略进行仿真验证。结果表明:设计的模糊控制策略在准确预设行驶里程的情况下能够达到最佳的控制效果,与传统的电辅助控制策略相比,有效提高了车辆的燃油经济性。当预设行驶里程不准确时,燃油经济性会变差,但仍优于传统的电辅助控制策略。     

混联式混合动力客车全局优化控制策略研究

为提高一款新型混联式混合动力客车的整车燃油经济性,制定了能量管理控制策略,以电池功率为控制变量,电池荷电状态（soc）为状态变量,为合理均衡使用电池功率,把每阶段时间内使用的电池功率等效为相应的燃油消耗量,并把每阶段电池的等效燃油消耗量和发动机燃油消耗量的总和作为目标函数,采用离散动态规划算法进行优化,基于MATLAB／Simulink仿真平台建立整车数值模型,在典型城市循环工况下对所建立的基于动态规划的功率均衡全局优化控制策略进行仿真验证。结果表明：其燃油经济性与采用瞬时优化控制策略相比提高了6％左右,与原型传统客车相比提高了35％。     

基于最优功率分配因子的插电式混合动力汽车实时能量管理策略研究

插电式混合动力汽车兼顾传统混合动力汽车和纯电动汽车的优点,即具有较长的续驶里程又具有较好的燃油经济性,插电式混合动力汽车的实时能量管理策略是发挥节能潜力的关键技术。为解决具有手动行驶模式选择功能的P2构型插电式混合动力汽车的能量管理实时优化问题,定义发动机和电机功率分配因子,在任何SOC下从电量消耗模式切换到电量维持模式时,提出通过功率分配因子动态调整发动机最优工作曲线获得最佳的燃油经济性的实时能量管理策略。建立功率分配因子全局优化模型,利用自适应模拟退火算法离线优化功率分配因子,研究功率分配因子和SOC对整车燃油经济性的影响规律,得到在不同SOC的最优功率分配因子控制线。从而建立基于最优功率分配因子控制线的插电式混合动力汽车实时控制能量管理策略。在多个循环工况下对比仿真分析不同SOC下的燃油经济性,结果表明基于最优功率分配因子的能量管理策略使得燃油经济性改善幅度最大可达16.99%。     

混联式混合动力客车能量管理实时优化算法研究

为提高新型混联式混合动力客车的燃油经济性,制定了一种功率均衡能量管理控制策略。建立动力系统模型并针对其结构特点设计了模式切换规则。通过确定各个功率需求下的电池荷电状态与发动机燃油消耗的关系,将电池功率转化为相应的油耗,以每一时刻的综合燃油消耗量最小为目标,对电池与发动机功率进行实时优化均衡控制。仿真结果表明：电池荷电状态控制在预定的区域内保持平衡,发动机运行工作点在高效区域内,且整车燃油经济性与原型客车和采用规则控制策略相比分别提高了34.18%和13.61%。     

混合动力汽车冷却风扇的模糊逻辑优化控制

围绕混合动力汽车发动机冷却系统精确控制和节能问题,研究分析了混合动力汽车发动机和电机的冷却需求以及混合动力汽车工作模式与动力装置冷却方式的关系,提出一种结合工作模式设计的模糊逻辑优化控制策略。应用模糊逻辑和基于规则的方法,建立以最小温差和最低油耗为目标的冷却风扇控制模型,并与整车模型进行联合仿真。结果显示,结合工作模式设计的模糊逻辑控制策略相比常规控制策略能使混合动力汽车在纯电动工作模式下发动机冷却液温度下降更慢,同时对发动机冷却系统温度控制更加精确,并提升了燃油经济性。     

纯电动汽车复合电源再生制动控制策略的研究

为了进一步提高纯电动汽车电机再生制动回收率,增加电动汽车续航里程,对复合电源纯电动汽车再生制动控制策略展开研究.建立串并联可变结构复合电源储能系统,利用SVPWM调制方法控制电机三相整流器的转矩输出,以路面特征值数学模型识别路面状态,建立不同附着系数下以f线组、r线组、理想I曲线和ECE法规线为制动力分配基础的再生制动力控制策略.利用MATLAB/SIMULINK仿真软件建立复合电源和再生制动控制系统仿真模型,嵌入ADVISOR纯电动汽车整车模型,进行不同制动强度下的再生制动过程仿真,并选取CYC_ECE和CYC_UDDS两种道路循环工况,对嵌入的控制策略模型进行整车仿真,与ADVISOR原有模型的仿真结果进行对比分析.仿真结果表明,所设计的改进型再生制动控制策略能量回收效果更佳,能有效提高续驶里程.     

串联混合动力客车参数设计与优化

以某传统客车为原型,对串联混合动力客车动力传动系统各部件进行了参数匹配设计,重点阐述了驱动电机参数的设计方法。在保证动力性的前提下,按照均一性的原则分析了发动机功率,电池功率和驱动电机功率的变化对车辆燃油经济性的影响,并对所采用的功率跟随控制策略的参数进行了分段寻优,仿真结果表明:优化后的串联混合动力客车的燃油经济性和动力性都得到了进一步的提高,在控制参数优化后的控制策略下,电池的SOC能迅速回到0.7附近,并保持稳定。