并联混合动力汽车能量管理与转矩协调控制策略

研究并联混合动力汽车的控制策略。基于发动机输出转矩最优的能量管理策略,对并联混合动力汽车在工作模式切换中的相互配合问题,提出发动机动态转矩控制+动力电池荷电状态(state of charge,SOC)干预+电机转矩补偿控制的转矩协调控制方法;在Matlab/Simulink/Stateflow平台搭建整车能量管理控制策略模型,控制发动机工作在高效率区,保证发动机输出最优转矩;根据电池的SOC干预电机的运行状态,协同发动机提供整车需求转矩。在Cruise平台下建立整车模型,以新欧洲驾驶周期作为循环工况进行离线仿真。结果表明,能量管理与转矩协调控制策略能够有效分配电机和发动机的转矩输出,满足混合动力汽车多模式切换的要求。     

混合动力柴油机起动过程扭矩匹配策略研究

分析了柴电混合动力系统运行状态、控制系统特征及其对柴油机电控系统的需求,提出了以转矩为最主要的控制变量建立扭矩启动管理策略,根据总需求转矩和柴油机稳态效率MAP图确定逻辑控制关系以及柴油机和电动机的目标转矩,建立状态自适应启动扭矩逻辑,随系统模式需求和系统状态参量变化改变柴油机起燃转速和起喷油量,达到保证启动动力特性,减少排放和油耗的目的.     

直流配网型混合动力系统在车客渡船上的应用

针对车客渡船动力负荷切换频繁,传统柴油机推进油耗高、排放和噪声大的问题,提出一种基于变速发电机组和超级电容储能装置的直流配网型混合动力系统。目前系统已成功应用于“江苏路渡3011”轮,实船运行数据显示:该混合动力系统不仅能达到较好的节油效果、降低排放,更在操控性、舒适性上优于传统的柴油机推进模式。     

轻度混合动力系统控制模式分层决策及能量管理策略的研究

为了简化混合动力系统复杂的模式控制以及模式切换问题,提出了一种基于分层决策思想的模式划分、能量管理和力矩分配策略。主控制器根据驾驶操作和车辆状态,依次进行驾驶模式决策、能量管理决策和力矩分配控制,控制结构清晰,易于实现。为了评估该控制策略及关键参数的优化,针对正在开发的XL2000轻度混合动力轿车,以AVL CRUISE和MATLAB／SIMULINK为平台,建立了用于控制策略研究和性能分析的仿真模型。通过不同驾驶循环工况下的仿真,表明该策略在实现电池的荷电状态(SOC)平衡控制的前提下,可改善整车当量油耗15．8％～28．5％。台架试验也表明了该控制策略的有效性。     

发动机性能测试及扭矩控制原型建立方法研究

分析了混合动力系统中发动机的工况特点,阐述了发动机性能自动测试方法,给出了如何运用MATLAB软件对测试数据进行插值、瞬态数据降噪及获得建立查表模型所需数据的方法。运用MATLAB/SIMULINK建立了发动机稳态扭矩控制原型和瞬态扭矩估计模型,并基于dSPACE系统将所建立的控制原型用于台架试验。试验结果表明:稳态扭矩控制原型的控制误差在5%以内,瞬态扭矩估计模型的估计误差在中高负荷时小于5%,两个模型均能满足并联混合动力系统工作模式切换协调控制的需要。     

混合动力系统发动机工况切换特性研究

基于台架试验,对利用辅助功率单元(APU)动态协调控制策略的发动机工况切换进行研究,并分析了发动机在起动过程、加速加载切换过程、减速减载切换过程的转速超调量和转矩超调量。提出了基于转矩模型的动态协调控制策略,能够保证发动机在工况切换时基本沿着最佳等效燃油消耗线运行,具有切换用时短、转速超调量和转矩超调量低的优点。工况点之间切换用时最低为0.6s;整个过程中最大转速超调量约为150r/min,与最大转速之比为5.4%;最大转矩超调量约为35N·m,与最大转矩之比为15.7%。试验结果表明:通过提高发动机怠速转速,可以加速暖机过程,并且不会造成发动机起动过慢的问题;在发动机起动初期,适当降低喷油量甚至断油,不影响发动机的起动性能,可实现油耗降低。     

ISG电机转矩补偿的低温预混柴油机瞬态控制

采用ISG电机进行动态转矩补偿,解决低温预混柴油机瞬态过程动力不足的问题。使用自主的燃烧状态分析单元,采集各缸缸压信号,计算燃烧状态指标,并发送给发动机控制单元。通过控制主喷油量和主喷定时,实现基于平均指示压力和放热中点的双闭环反馈的燃烧闭环控制。利用摩擦转矩增量与最大缸压增量之间的线性关系,进行摩擦转矩预估。利用反馈的平均指示压力、平均泵气压力和预估的平均摩擦压力,预估发动机输出的有效转矩。在转矩预估和燃烧闭环的基础上,进行转矩闭环控制。在发动机和ISG电机间进行转矩分配,在瞬态工况下,由于油量限制导致的转矩不足由ISG电机补偿。试验表明:在低温预混燃烧的瞬态加载工况和燃烧模式切换的瞬态工况下,利用ISG电机进行动态转矩补偿,无碳烟排放恶化状况,系统的转矩跟随效果好。     

智能化一机双桨模式切换控制装置的研制与实船应用

为了解决双机双桨混合动力系统中一机双桨模式切换时各关联设备联锁条件多、操作步骤多等问题，研制 “一键式”智能化一机双桨模式切换控制装置。该装置具有联锁条件辅助决策、推荐工作模式、切换过程动态可视化、语音播报等功能，可简化操作流程，提高模式切换效率。经实船验证，一机双桨模式切换时间在120 s以内，满足用户需求。     

基于信息融合技术的混合动力汽车动力系统控制策略的研究

并联混合动力汽车的动力系统,包括传统的汽油发动机、发电机、电动机、蓄电池等多个动力源,不仅需要分别对发动机、电动机进行有效的控制,也需要对发动机、发电机、蓄电池之间的能源传递、模式切换和能源分配进行合理的协调和控制.其控制的难度很大,现在还没有十分成熟的控制策略,本文以小型并联混合动力轿车为对象,对其动力系统的控制策略...     

国内船舶柴电混合动力系统发展综述及典型应用案例

介绍了国内船舶柴电混合动力系统的发展情况,并对国内柴电混合动力系统的典型应用案例进行了分析,提出了柴电混合动力系统发展须进一步探讨的问题。在此基础上对国内柴电混合动力系统的发展进行了展望。     

Review on multi-power sources dynamic coordinated control of hybrid electric vehicle during driving mode transition process

Aiming at the problem of torque coordinated control between motor with high-frequency response and engine with low-frequency response of hybrid electric vehicle (HEV) during mode transition process, the mechanism of its coordinated control problem is deeply explored, and the essence of dynamic coordinated control strategy (DCCS) through torque coupling analysis is also revealed, namely, motor torque compensation control. Then a series of domestic and international researches on multi-power sources coordinated control are systematically summarized from the establishment of electromechanical transmission (EMT) system model, mode switching process analysis, engine-clutch-motor coordinated control strategy based on torque estimation and speed feedback tracking, as well as the controller robustness analysis under system parameter perturbation and external disturbance. Finally, the key issues on the rapidity, adaptability, and experiment of torque coordination control which need to be solved in the subsequent researches are pointed out clearly.     

汽车动力总成的区间模糊多目标优化

在研究发动机动力总成时,考虑系统参数的稳健区间,结合能量解耦,系统固有频率的合理配置,动反力和力矩最小各项指标,运用模糊数学模型,加入人的主观判决,使数学模型更真实地满足设计者在不同情况下提出的不同要求。计算实例表明,该方法有效。     

双燃料燃气轮机燃料快速切换技术分析与试验研究

通过分析国外机组资料和实际燃料切换运行曲线,逆推双燃料切换控制策略,并利用现有燃烧试验台,在保证燃烧室出口温度稳定波动的前提下,对规定时间内完成燃料快速切换的燃烧室内火焰稳定性加以验证。试验结果表明:某型机组试验可依据理论切换时间30 s换算燃机最大负荷时燃料的变化量,保证机组在60 s内完成燃料的快速切换,在此切换过程中,燃烧室内火焰稳定,动态压力最大值为4.55 k Pa。由于燃烧试验台条件与整机试验环境存在较大的差异性,试验过程得出燃料变化量仅可作为参考,主要用于减少整机试验次数并规避试验风险,最终值仍应以整机试验结果为准。     

基于扭矩的高压共轨柴油机急加/减速控制策略的研究

以高压共轨柴油机为对象,针对急加速和急减速过程的特殊性,结合基于扭矩的控制算法,提出了急加速和急减速过程的扭矩计算扭矩/油量转换和轨压控制策略。利用ETAS公司的INCA5.4标定软件对该控制策略在发动机试验台架上进行了实时监测和标定。结果表明:该控制策略的应用保证了对柴油机急加速和急减速过程的平稳控制,改善了柴油机的响应性能。     

基于dSPACE的柴油机相继增压系统试验研究

为了加快柴油机相继增压控制系统的开发进度,降低开发成本,选用dSPACE实时仿真平台作为相继增压系统控制原型,在TBD234V12相继增压柴油机试验台上进行了相继增压稳态性能试验和动态切换试验。试验结果表明:基于dSPACE实时仿真平台开发的相继增压控制软件及自制硬件电路可以实现对相继增压系统的有效控制,确定以经济性最优为原则的相继增压切换边界。根据动态切换试验数据,确定TBD234V12柴油机相继增压切换延迟时间合理范围为0.5～1.0s。     

动力设备质量惯性特性参数测取试验台研究

以支撑反力法和三线摆扭振周期法为基础,设计适用于质量不超过1 500 kg,外形尺寸不超过2 m的动力设备的质量惯性特性参数试验台.以拉力传感器读数作为对准质心和调整水平的标准,以光电传感器测量扭摆周期,对微摆角度和测取周期数进行了标定,测量实例表明,该试验台可将误差控制在8%以内,且结构简单,操作方便,成本较低,具有很强的推广性.     

发动机动态试验台混合模拟方法的仿真研究

在借鉴国外发动机动态试验台的基础上,采用混合模拟的方法,利用国产电涡流测功器自行开发适合我国国情的发动机动态试验台。中设计了发动机动态试验台混合模拟的方案,介绍了控制系统的组成,论述了该试验台的加载控制原理,确定了试验台的控制方法和控制策略。最后以上海Ｓａｎｔａｎａ２０００轿车为例,对其完成ＥＣＥ１５工况和美国ＬＡ４－ＣＨ工况进行了仿真模拟,并与底盘测功器的实测车速轨迹进行了对比。