基于免疫算法的四驱插电式混合动力汽车控制策略多目标优化

为改善四驱插电式混合动力汽车的燃油经济性和排放性能,构建了基于规则的能量管理控制策略,并建立了整车仿真模型;将多种群协同进化的思想引入免疫算法,提出多种群免疫算法,并运用该算法对四驱插电式混合动力汽车的控制策略进行了多目标优化;在dSPACE实时仿真系统上对优化前后的控制策略进行了硬件在环仿真实验。结果表明：优化后的控制策略控制效果良好,且发动机的燃油消耗降低了12.71%,HC、CO以及NOx的排放分别下降了15.74%、15.92%和12.69%。     

插电式桥间耦合混合动力汽车能量管理策略及其优化

为了提高某插电式桥间耦合混合动力汽车的能耗经济性,制定了一种基于系统效率最优的发动机启动策略,并引入发动机启动功率修正因子和启动车速限值。利用粒子群算法对发动机启动功率修正因子、启动车速以及能量管理控制规则的关键参数进行离线优化。在AMESim-Simulink联合仿真平台下搭建整车模型及控制策略模型进行仿真验证。结果表明,与未优化的能量管理策略相比,优化后控制策略的能耗经济型得到了明显提升,整车综合能耗降低了12.6%。     

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%。     

插电式混合动力汽车控制策略的研究现状及发展趋势

对插电式混合动力汽车的能量管理控制策略的研究现状进行了分析讨论,将其分为基于规则逻辑的控制策略、基于优化模型的控制策略与基于模型预测的控制策略3种基本类型,并对每个类型进行了分析对比,指出了未来混合动力汽车能量管理控制策略的发展趋势。     

插电式混合动力汽车的建模与仿真研究

为了满足我国快速发展的混合动力汽车开发测试研究需求,在系统仿真软件MATLAB/SIMULINK中,采用理论模型和真实试验数据相结合的建模方法,建立插电式混合动力汽车整车模型。根据混合动力汽车功率源的运行情况,设计了五种基于逻辑门限的行车模式切换过程的控制策略并基于SIMULINK/STATEFLOW完成该控制策略搭建,通过标准循环工况NEDC仿真整车模型,仿真结果表明所建立的插电式混合动力汽车仿真模型的合理性和可行性,设计的控制策略能有效地控制混合动力系统工作在高效区,在保证整车动力性的同时,提高了电能使用率及汽车的燃油经济性,为混合动力汽车开发设计、离线评估提供了参考。     

插电式混合动力汽车能量管理策略研究综述

插电式混合动力汽车(Plug-in hybrid electric vehicles,PHEV)作为传统混合动力汽车向电动汽车的过渡车型,因电功率提升使得混合动力汽车具有深度混合特性,可高效可靠地应对汽车全工况功效需求,因而在新能源汽车领域得到广泛应用。其中,能量管理策略作为插电式混合动力汽车的核心控制逻辑,性能优劣将直接决定整车的经济性、动力性、驾驶性等的好坏,对此出现了大量相关研究文献。基于此,对近年来插电式混合动力汽车的能量管理策略的研究进展以及发展趋势进行综合分析,并从各策略的优化效果以及实时应用潜力等角度进行评价对比,最后对插电式混合动力汽车能量管理策略未来的发展趋势进行了展望。     

基于Matlab与Cruise联合仿真的插电式混合动力汽车控制策略研究

插电式混合动力汽车可以外接电网充电,因此为提升整车经济性,应更多地使用廉价、清洁的电能。本文制定插电式混合动力汽车基于CD-CS工作模式的控制策略,并应用Matlab与Cruise软件联合仿真,得出结果验证了该控制策略满足动力性、经济性的要求。     

一种双排行星轮系动力耦合方案设计与仿真

本文介绍了一种新型双排行星轮系动力耦合方案,对其结构进行分析。这种动力耦合机构由两排行星轮系和四个离合器构成,拥有3个自由度和两个机械点。参考模型车对基于此动力耦合机构的GFE混合动力汽车进行参数匹配。在MATLAB\SIMULINK\STATEFLOW环境下建立了针对此动力系统的逻辑门限值能量管理控制策略,应用AVL CRUISE软件对建立了GFE混合动力汽车的整车模型,最后进行联合仿真。仿真结果表明这种动力耦合方案与其控制策略可以有效提高混合动力汽车的燃油经济性。     

基于企业平均油耗的PHEV动力系统参数设计

本文的研究主要基于考虑满足企业平均油耗要求的插电式混合动力汽车动力系统的参数匹配设计。根据所提出设计的插电式混合动力车的性能要求,基于对发动机、驱动电机和动力电池的研究和汽车动力性能分析,计算各部件所需的设计参数,并通过ADVISOR进行仿真,来验证所设计的系统部件是否满足整车动力性需求,以及整车油耗对于企业平均油耗要求的影响。结果表明:设计方案能够满足车辆动力性能要求,同时获得较低的燃油消耗,对满足未来各年的企业平均油耗要求具有可行性。     

基于粒子群算法的插电式混合动力客车实时策略

插电式混合动力客车(Plug-in hybrid electric bus,PHEB)因其低能耗、低排放等特性,成为公交客车领域的研究热点。然而在应对复杂瞬变的城市公交工况时,如何设计实时高效的能量管理策略、实现PHEB全工况能耗最优仍然是当前亟待解决的难题。针对该问题,提出一种基于粒子群算法(Particle swarm optimization,PSO)优化的等效燃油消耗最小策略(Equivalent consumption minimization strategy,ECMS),建立基于等效因子优化的ECMS能量管理策略;考虑到汽车低速发动机频繁起动问题,引入发动机起动车速限制,并利用PSO离线优化特定工况下的等效因子和发动机起动车速,从而获得可在线应用的插电式混合动力客车实时控制策略。基于Matlab/Simulink软件,搭建整车仿真模型,并对所提出的方法进行仿真和硬件在环试验验证。结果表明,所研究策略可实现不同初始SOC条件下的PHEB能量管理策略的近似全局优化,与规则式能量管理策略相比,燃油经济性提升了8.5%。     

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。     

基于模糊控制原理的液压混合动力工程车辆能量管理策略研究

针对液压混合动力工程车辆工作过程中存在的燃油经济性较差和能量回收率低的问题,以装载机为原型,提出了一种基于模糊控制理论的车辆驱动与联合制动能量管理策略。根据车速、蓄能器SOC、泵/马达扭矩、制动扭矩等相关参数建立相应的模糊规则,制定车辆驱动控制策略和再生制动控制策略。搭建整车前向仿真模型对制定的控制策略进行仿真,然后进行硬件在环实验对仿真结果进行验证。结果表明,提出的控制策略合理有效,车辆的燃油消耗率有所下降。     

[智能感知]基于粒子群优化支持向量机算法的行驶工况识别及应用

实车采集4种典型行驶工况数据,采用随机数法提取并扩充行驶工况识别训练及测试样本,利用多元统计理论对数据进行处理,基于粒子群优化的支持向量机(PSO-SVM)算法来进行行驶工况识别,分析了识别周期及更新周期对行驶工况在线识别精度的影响。将行驶工况识别技术应用在插电式混合动力汽车的能量管理策略中。仿真结果表明,相对于未采用行驶工况识别技术以及采用传统SVM算法进行工况识别的能量管理策略,基于PSO-SVM算法工况识别的能量管理策略使整车燃油经济性分别提高9.836%和4.348%,并且电池荷电状态(SOC)变化相对平稳,有利于提高系统效率和延长电池寿命。     

基于驾驶意图的插电式混合动力公交车控制策略*

为了充分挖掘插电式混合动力公交车(Plug-in hybrid electric bus, PHEB)的节油潜力、增强车辆对不同类型驾驶员的自适应性,在基于规则类的控制策略基础上,增加驾驶员意图识别模型。对驾驶风格及加速意图进行模糊识别,通过驾驶员在环的半实物仿真验证了识别模型,以驾驶风格和加速意图识别结果为输入,建立转矩修正系数k的模糊控制器,反模糊化输出k值,对需求转矩进行修正。用system test工具将模糊控制器生成对应的模糊查询表。仿真及试验结果表明：有驾驶员意图识别控制策略较无驾驶员意图识别控制策略更加适应PHEB的运营、用电机制且燃油经济性进一步提高了1.8%。     

基于随机动态规划的混合动力履带车辆能量管理策略

混合动力履带车辆采用发动机—发电机组和电池组混合供电,必须设计满足车辆动力性和燃油经济性约束的能量管理策略。针对串联式混合动力履带车辆,提出一种基于随机动态规划的能量管理策略设计方法。以实车行驶试验数据为目标工况,将驾驶员功率需求抽象为随车速变化的马尔科夫过程。建立发动机—发电机组、电池组以及直流母线功率平衡动态模型。以目标工况中燃油消耗及电池最终荷电状态的偏差作为车辆的优化控制成本函数,建立车辆能量管理最优控制问题。采用策略迭代法求解以发动机转速、电池组荷电状态、车速和驾驶员功率需求为输入、发动机电子节气门为输出的最优控制策略。所得控制策略通过基于前向车辆模型的仿真以及行驶试验验证。结果表明,相对于原发动机多点控制策略,所得最优控制在满足目标工况同时,燃油经济性明显提高。     

面向公交客车应用的插电式混合动力实时优化策略研究

插电式混合动力汽车随着电功率比的逐渐提升实现了机电耦合系统的能量深度混合。然而在应对复杂瞬变的城市公交工况时,如何通过设计实时高效的能量管理策略实现插电式混合动力客车全工况能量消耗最优已成为学术界的研究热点。考虑城市公交工况路况信息对能量分配的影响以及同轴并联式系统构型的自身特点,提出等效坡道在线估计及相应的电池荷电状态(State of charge, SOC)轨线修正方法,在此基础上利用等效油耗最小策略(Equivalent consumption minimization strategy, ECMS)设计一种实时优化能量管理策略,将整条公交线路的能量需求进行合理分配,另外对发动机起停的约束条件保证了发动机的合理高效运行。仿真结果表明所提出的实时优化能量管理策略与实际中应用的规则策略相比,对整车燃油经济性的提升更为显著,且可以更好地匹配公交工况与动力系统构型。实车试验结果也验证了所提出方法的有效性。因此所提出方法为基于优化理论的实车控制策略应用提供了理论依据     

单电机式强混合动力车辆控制策略

提出了基于一种新型的单电机、双离合器式强混合动力结构的车辆分层控制系统方案,制定了整车能量管理策略,并研究了车辆行进中启动发动机过程的动态协调控制方法。通过自行开发的前向仿真系统对能量管理策略进行了验证,在NEDC循环工况下等效百公里油耗降低了34%。同时通过动态台架试验,对车辆行进中启动发动机的动态协调控制策略进行了验证。     

DEVELOPMENT OF THE ENERGY MANAGEMENT STRATEGY FOR PARALLEL HYBRID ELECTRIC URBAN BUSES

A novel parallel hybrid electrical urban bus （PHEUB） configuration consisting of an extra one-way clutch and an automatic mechanical transmission （AMT） is taken as the study subject. An energy management strategy combining a logic threshold approach and an instantaneous optimization algorithm is proposed for the investigated PHEUB. The objective of the energy management strategy is to achieve acceptable vehicle performance and drivability requirements while simultaneously maximizing the engine fuel consumption and maintaining the battery state of charge in its operation range at all times. Under the environment of Matlab/Simulink, a computer simulation model for the PHEUB is constructed by using the model building method combining theoretical analysis and bench test data. Simulation and experiment results for China Typical Bus Driving Schedule at Urban District （CTBDS_UD） are obtained, and the results indicate that the proposed control strategy not only controls the hybrid system efficiently but also improves the fuel economy significantly.     

基于等效油耗最小的四驱混合动力汽车能量管理

提出了一种基于遗传算法优化的四驱混合动力汽车等效油耗最小控制策略。针对四驱混合动力的特点,建立了整车动力学模型,设计了基于等效油耗最小的瞬时能量管理优化策略。为进一步提高四驱混合动力汽车的燃油经济性,采用遗传算法优化了等效油耗最小策略的关键参数。硬件在环仿真结果表明,基于遗传算法优化的等效油耗最小策略可以实现整车能量优化管理,与基于规则的能量管理策略相比,其在典型工况下的平均燃油经济性高8.94%,比优化前的等效油耗最小策略的燃油经济性高2.68%。     

电动四驱混合动力车的功率分配策略

提出了一种可适用于电动四驱混和动力车的功率分配策略。定义了综合考虑发动机效率、ISG电机效率、后轴驱动电机效率的系统总效率的表达式,用来作为功率分配的依据;提出了包括功率需求计算、电池SOC管理、功率分配表在内的功率分配模型,用来实现基于系统总效率最大的多动力源的功率分配;建立了Simulink经济性仿真平台,通过对该功率分配策略的仿真计算表明,通过该分配策略可以明显改善车辆的经济性,因而具有较好的应用前景。