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。     

新型混合动力汽车工作模式分析与参数匹配设计

为降低制造成本,并实现混合动力汽车节省燃油和降低排放,提出了一种采用行星齿轮机构的新型混合动力汽车动力传动系统方案,进行了该系统方案的工作模式分析和参数匹配设计。在MATLAB/Simulink环境下利用整车动力学理论建模与关键零部件(如发动机、ISG电机、电池、变速器以及行星齿轮)数值建模相结合的方法,建立了基于该系统方案和设计参数的混合动力汽车整车性能分析模型,进行了整车动力性能和ECE_EUDC循环工况下的燃油经济性仿真计算分析。结果表明所设计的新型混合动力汽车参数设计合理,具有良好的动力性,燃油消耗较传统车下降36.8%,这为该系统方案的实施提供了理论依据。     

混合动力汽车控制策略的研究现状及其发展趋势

对混合动力汽车的结构型式进行分类,HEV的动力系统基本可分为串联式、并联式和混联式3种,对并联型和串联型混合动力汽车控制策略研究现状进行分析。混联式混合动力系统结合了串联式和并联式两种结构的优点,使得能量流动的控制和能量消耗的优化具有更大的灵活性和可能性,并对混联式结构的几种控制方案进行了分析。指出混合动力汽车的控制策略不十分完善,需要进一步优化。控制策略不仅仅要实现整车最佳的燃油经济性,而且还要兼顾发动机排放、蓄电池寿命、驾驶性能、各部件可靠性及整车成本等多方面要求,并针对混合动力汽车各部件的特性和汽车的运行工况,使发动机、电动机、蓄电池和传动系统实现最佳匹配,兼顾上述各方面要求的优化控制策略的研究应是今后的研究重点。     

基于行星混联轻卡物流车控制策略研究

本文介绍了行星混联轻卡物流车动力系统的构型和工作原理,基于Simulink设计了发动机最优控制算法,通过对电机MG1和MG2的转速/转矩控制,解耦发动机和路载,确保发动机工作点能良好跟随发动机最优工作曲线。同时,利用Cruise/Matlab/Simulink搭建联合仿真平台,验证了该控制算法在保证整车动力性的前提下,能有效提高整车的燃油经济性,具有一定的应用价值。     

新型插电式行星齿轮混合动力系统设计与仿真分析

以提高插电式混合动力汽车续航里程和燃油经济性为目的 ,提出了一种可实现多种动力模式的新型行星齿轮传动装置,并制定了与工作模式相适应的控制策略.以某国产SUV车型为基础,应用ADVISOR软件搭建整车仿真模型,并对车辆的控制策略进行了二次开发,在CYC-NEDC行驶工况下进行了纯电驱动模式和混合动力模式仿真实验.结果 表明,新型混合动力SUV纯电动续航里程较单电机增加了16.7％;混合动力模式下车辆能量消耗减少了22.8％,提高了燃油经济性.     

基于循环工况的电动汽车驱动电机参数优化

目前对不同循环工况下驱动电机参数优化以提高整车动力性的研究还不多,因此结合驱动电机传统匹配方法,提出了基于不同循环工况采用ADVISOR软件仿真进行驱动电机参数优化的方法,比较在不同循环工况下仿真所得的整车动力性能和经济性能,最终选择在CYC_UDDS循环工况下采用修改驱动电机额定功率和ADVISOR软件Auto-Size工具自动优化两种方式进行参数优化,优化后的整车动力性和经济性得到明显提升,且变化方向与已有研究中的优化结果一致,表明所提出的驱动电机参数优化方法对于提高电动汽车整车动力性和经济性是切实有效的,对电动汽车驱动电机的研发具有一定的指导意义。     

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%。     

串联式混合动力推土机系统建模及性能仿真

为了从理论上对混合动力推土机进行研究,并从中找到有利于系统节能的有效途径,以某传统动力推土机为原型,运用AVL CRUISE和MATLAB/Simulink软件建立基于电池的双电机串联式混合动力推土机的仿真模型.通过试验采集原型机在典型工况下的速度谱和载荷谱验证仿真模型和设计推土机工况,从而研究混合动力推土机的动力性和经济性.仿真结果表明:双电机串联式混合动力推土机方案能实现原机的动力性,稳定发动机工作点,提高燃油经济性.     

混合动力汽车动力系统参数匹配及优化分析

基于混合动力汽车动力性设计基本要求,从动力学出发建立了整车功率平衡计算模型,给出了基于系统动力性需求来确定混合动力汽车动力系统参数及驱动模式的方法、步骤,并给出了在满足整车动力性后的经济性优化方法。对一种采用单行星排与定轴轮系动力耦合的多模混合动力驱动方案进行了分析。运用MATLAB/Simulink建立了基于该方法和设计参数的整车仿真分析模型,进行了动力性和ECE_EUDC循环工况下的经济性仿真分析。仿真结果表明,该方法和步骤所确定的多模混合动力汽车动力系统驱动模式多样,在满足整车动力性设计要求的同时,经济性比具有相同整车参数及动力源参数的Voltec结构提高了17.57%。     

功率分流式混合动力汽车整车参数匹配与优化研究

针对功率分流式混合动力汽车,首先根据整车设计参数及动力性能目标要求,分别对电机、动力电池组、发动机、主减速器和行星排等传动系统部件进行参数匹配,并运用AVL-Cruise软件建立目标车辆整车模型;其次在满足动力性能目标的前提下,运用AVL-Cruise和Isight软件搭建联合仿真模型,分别采用粒子群优化算法和多岛遗传算法,将行星排特征参数和主减速器传动比作为优化参数,百公里油耗和电耗加权之和作为优化目标进行优化研究,并对比分析2种优化算法的计算结果来获得兼顾动力性能和经济性的最优结构参数,为研究功率分流式混合动力汽车传动系统提供理论依据。     

基于转矩优化的双模式混合驱动特性研究

介绍了双模式混合驱动系统的结构和工作模式,研究了双模式混合动力传动装置的转速转矩关系。对发动机转速恒定时的输出特性进行了研究,分析了电力相对分流功率特性。需合理匹配行星机构参数,以降低第1模式电力相对分流功率。建立了以最大输出转矩为目标函数的非线性约束优化模型,对双输入行星变速系统进行优化求解,得到了变速传动装置输出转速从0到最高转速变化时,发动机、电机A和电机B的转速、转矩和功率的变化规律。     

并联混合动力电动汽车的模糊能量管理策略

为进一步优化并联的经济性，增强其能量管理策略的鲁棒性，针对高混合率，分析了常用的发动机最优曲线能量管理策略的不足，提出了以功率差、电池组荷电状态和电机转速为输入，以决定电机功率的比例系数为输出的模糊逻辑功率分配策略，在线计算电机所应承担的功率，达到了优化发动机工作点、电机效率和电池组荷电状态平衡的目的。通过整车循环工况前向仿真验证了该模糊策略对车辆经济性和工况适应性的改善。     

基于典型作业工况的串联式电传动推土机功率跟随控制策略

为提高串联式混合动力推土机的燃油经济性,研究动力传动系统的能量分配策略。分析发动机和发电机的动态工作特性,通过台架试验建立发动机的动力输出特性模型、油耗特性模型和发电机的效率特性模型;通过超级电容的电阻串并联模型结构分析,建立超级电容的动态工作模型,设定荷电状态的安全工作范围。基于台架试验及模型获得的发动机最佳燃油消耗曲线,提出一种最佳燃油消耗曲线的功率跟随控制策略。研究推土机的典型作业工况,在典型作业工况下对提出的控制策略进行仿真,阐述超级电容的荷电状态及电压、电流的变化规律,并与传统机械传动结构的原型机在发动机工作转速、转矩、油耗和加速踏板位置变动等参数方面进行对比分析。结果表明,在推土机典型作业工况下,采用最佳燃油消耗曲线的功率跟随控制策略与原型机相比,节油率达13.1%。     

混合动力装载机电力变矩机理

在分析导致装载机油耗率偏高原因的基础上,针对装载机油耗特性提出了一种混合动力装载机机电耦合方案.该方案不仅便于实现所有的混合动力工作模式,其电力变矩工作模式还采用两自由度的行星排取代液力变矩器,通过提高传动效率进一步降低装载机油耗率.电力变矩工作模式将发动机的功率按工况要求分配给传动系统和电力驱动系统,电机通过反转发电的方式回收发动机的盈余功率,同时利用行星排的降速增扭特性满足装载机在低转速、大转矩工况的动力需求,避免液力传动的功率损失,提高能量的有效利用率.     

等效因子离散全局优化的等效燃油瞬时消耗最小策略能量管理策略*

以一款混联插电式混合动力汽车(Plug-in hybrid electric vehicle, PHEV)的燃油经济性为研究目标,为改善以等效因子为核心的等效燃油瞬时消耗最小策略(Equivalent fuel consumption minimization strategy, ECMS)的控制效果,考虑电池荷电状态(State of charge, SOC)、等效因子与燃油消耗的关系,构建等效因子全局优化模型;利用遗传算法离线优化一定工况下的等效因子S,得到不同电消耗续航行驶里程与电池SOC初始值的最佳等效因子MAP图,建立基于等效因子优化的ECMS能量管理策略,并考虑动力电池、电动机等部件的效率,获得最佳等效因子下的发动机、ISG电机、驱动电机的功率分配,并进 行仿真与硬件在环试验,其中仿真结果表明,与未优化的等效因子相比,燃油经济性提高20.81%,硬件在环试验结果与 仿真结果基本一致,表明所制定能量管理策略的有效性和可行性,进而为解决不同的行驶里程PHEV功率分配策略提供理论基础。     

新型功率分流式混合动力传动系统工作模式分析与参数设计

提出一种基于金属带式无级变速传动(Continuously variable transmission, CVT)与行星齿轮机构的新型功率分流式混合动力汽车动力传动系统方案,分析该系统所具有的各种工作模式,并针对长安某车型参数完成了动力系统和传动系的参数匹配设计.在MatLab/Simulink环境下建立基于该系统的整车性能仿真模型,进行整车动力性能及UDDS/10～15循环工况下的燃油经济性仿真计算分析,结果表明所提出的新型混合动力传动系统百公里加速时间仅为9.65 s,UDDS和10～15循环工况下的等效百公里油耗分别为4.32、3.74 L.     

Power-balancing instantaneous optimization energy management for a novel series-parallel hybrid electric bus

Energy management(EM) is a core technique of hybrid electric bus(HEB) in order to advance fuel economy performance optimization and is unique for the corresponding configuration. There are existing algorithms of control strategy seldom take battery power management into account with international combustion engine power management. In this paper, a type of power-balancing instantaneous optimization(PBIO) energy management control strategy is proposed for a novel series-parallel hybrid electric bus. According to the characteristic of the novel series-parallel architecture, the switching boundary condition between series and parallel mode as well as the control rules of the power-balancing strategy are developed. The equivalent fuel model of battery is implemented and combined with the fuel of engine to constitute the objective function which is to minimize the fuel consumption at each sampled time and to coordinate the power distribution in real-time between the engine and battery. To validate the proposed strategy effective and reasonable, a forward model is built based on Matlab/Simulink for the simulation and the dSPACE autobox is applied to act as a controller for hardware in-the-loop integrated with bench test. Both the results of simulation and hardware-in-the-loop demonstrate that the proposed strategy not only enable to sustain the battery SOC within its operational range and keep the engine operation point locating the peak efficiency region, but also the fuel economy of series-parallel hybrid electric bus(SPHEB) dramatically advanced up to 30.73% via comparing with the prototype bus and a similar improvement for PBIO strategy relative to rule-based strategy, the reduction of fuel consumption is up to 12.38%. The proposed research ensures the algorithm of PBIO is real-time applicability, improves the efficiency of SPHEB system, as well as suite to complicated configuration perfectly.