功率分流式混合动力汽车模型预测控制策略

为实现功率分流式混合动力汽车的实时最优控制,有效解决发动机最优燃油经济性与电池荷电状态(state of charge,SOC)合理范围的冲突,提出模型预测控制(model predictive control,MPC)策略,建立预测控制模型和目标函数,预测系统未来需求转矩,并根据预测结果调整发动机和电机转矩。以提高燃油经济性为主要目的,通过线性优化算法和约束最优控制问题实现对输入、输出变量的实时控制。MATLAB/Simulink仿真结果显示,模型预测的控制策略可实现发动机和电机转矩的合理分配,提高燃油经济性,具有更好的实时性和鲁棒性。     

基于AMT的插电式混合动力汽车启停策略研究

自动变速器箱(AMT)插电式混合动力汽车(PHEV)发动机启停管理,能有效地提高整车能量利用率,减少汽车污染物的排放。通过控制在不同荷电状态(SOC)和不同工况下的启停时机,控制整车能量平衡,从而降低整车排放和油耗。通过对整车动力系统各控制器控制策略与标定数据的优化,实现混合动力汽车启停策略,同时满足轻型混合动力电动汽车能量消耗试验方法和轻型汽车污染物排放限制以及测量方法(中国第六阶段)的要求。     

中型并联式混合动力汽车动力系统参数匹配研究

针对城市路况,设计了一款并联混合动力汽车,以电机提供加速、爬坡峰值功率,发动机提供车辆平均行驶功率为控制策略,以满足整车动力性能为前提,使用以MATLAB2011a为平台的ADVISOR2002汽车仿真软件,对并联混合动力电动汽车的发动机、电机和动力电池等进行了参数匹配,利用ADVISOR2002软件,建立其仿真模型,仿真结果表明设计的并联混合动力汽车达到预期性能指标。     

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。     

压缩空气/燃油混合动力发动机工作过程建模及数值模拟

提出了一种新型压缩空气/燃油混合动力发动机概念,这种混合动力可以在压缩空气动力和内燃机两种模式下运行,既能够发挥压缩空气动力发动机低速大转矩和零污染的特点,又能够使发动机在内燃机模式下处于低能耗、低污染的最优状态附近。文中运用热力学理论建立了混合动力发动机两种工作模式下的数学模型,并对缸内压力和温度、输出转矩以及平均指示压力等主要性能指标进行了仿真研究。仿真结果表明,两种工作模式下发动机的平均指示压力及其它主要性能指标与传统内燃机相近,这说明压缩空气/燃油混合动力发动机是可行的,能够达到节约燃油、减少尾气污染排放的目的。     

基于双模糊控制的48 V轻混动力汽车控制策略研究

在传统汽车发动机的基础上设计了P2双离合结构48 V轻混动力系统,以提高燃油经济性和降低排放为目的,制定了以SOC、需求转矩、车速以及制动强度为输入,电机转矩分配系数、再生制动比例系数为输出的双模糊控制策略.在AVL-CRUISE中搭建了48 V轻混动力汽车模型,与MATLAB联合,在NEDC工况下进行仿真,与传统汽车...     

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...     

基于实时功率判别的直流微电网协调控制策略研究

基于含光伏阵列和混合储能系统的直流微电网系统,提出了一种基于实时功率判别的直流微电网协调控制策略。该控制策略以光伏阵列输出和负荷消耗的功率差为基准,结合混合储能SOC状态,自动调节混合储能充放电方向、功率、直流微网工作模式。系统工作模式的切换由系统实时功率信号决定,提高了微网系统运行的可靠性。Matlab/Simulink仿真结果验证了该控制策略的有效性和可行性。     

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。     

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。     

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.     

混合动力汽车发动机转速控制策略研究

为消除混合动力汽车发动机运转过程中的转速振荡，利用发动机转速-节气门开度-扭矩对应关系，采用PID控制器调整发动机转速波动。同时，对低负荷发电工况、换档过程发动机转速调整工况下混合动力汽车发动机转速控制策略进行了研究。试验表明上述工况中没有较大振荡产生，发动机转速响应迅速，能够满足整车设计的需要，并为同类研究提供参考。     

混合动力车用汽油机的怠速问题

开发混合动力电动汽车,是传统发动机汽车向零排放汽车过渡的有效途径。混合动力汽车在怠速工况下关闭发动机,避开了发动机工作不良的工况,可以降低油耗和减少排放。但是,目前由汽油车改造的混合动力车,若在怠速时关闭发动机将会带来一系列的问题。本文最后介绍了基于电子节气门的怠速控制方法。     

混合动力车汽油机电控系统台架稳态工况试验研究

对并联型混合动力车的发动机控制策略和汽油机原机特性进行了研究,特别是对发动机ECU中不同转速下的点火提前角-转矩-喷油脉宽之间的关系和节气门开度与输出转矩、燃油消耗率的关系进行了探讨,为混合动力车发动机标定试验奠定了基础。     

混合动力电动汽车结构与控制策略分析

文章对混合动力电动汽车进行了分类,介绍了串联式、并联式和混联式混合动力电动汽车结构与控制策略,指出采用小功率电机和小容量蓄电池组的并联式混合动力电动汽车具有广阔的市场前景,同时对控制策略的研究,是今后的一个工作重点和难点。     

混合动力公交车深度强化学习能量管理策略研究

以某款双行星排混合动力公交车为样车,针对控制变量柴油机转速的离散控制和连续控制分别提出基于双深度Q网络(double deep Q-learning, DDQN)和基于双延迟深度确定性策略梯度(twin delayed deep deterministic policy gradients, TD3)的能量管理策略,并使用优先级经验回放对策略进行优化。运用仿真试验,研究样车在C-WTVC工况下的能量管理特性。通过与动态规划策略(dynamic programming, DP)进行对比发现：DDQN和TD3策略收敛速度快,具有较强的自适应能力;与DP策略相似,DDQN和TD3策略在控制逻辑上均表现为低速和较低转矩时纯电驱动,高速和较高转矩时混合驱动;三种策略下柴油机均主要工作于中低转速区间,且TD3策略可以对柴油机转速进行连续控制;DDQN和TD3策略的百公里油耗分别为19.51L和19.48L,燃油经济性均达到DP策略的93%,研究证明了DDQN和TD3策略的有效性。     

混合动力车发动机辅助控制单元开发

发动机工作区域优化是混合动力车实现节能的重要手段,应用新一代车用嵌入式控制芯片,开发了混合动力车发动机辅助控制单元,为混合动力车主控制器和发动机控制之间提供了控制接口.辅助控制单元能够完成发动机直接起停控制和发动机实时扭矩、功率控制等功能,并应用SAE J1939协议实现与主控制器之间的CAN通讯.试验结果表明,发动机控制接口设计合理,发动机转矩控制误差小,直接起停控制响应速度快,发动机辅助控制单元软硬件设计满足混合动力总成对发动机控制的要求.     

Impingement-based high performance cooling configurations for automotive power converters

Necessitated by the dwindling supply of petroleum resources, various new automotive technologies have been actively developed from the perspective of achieving energy security and diversifying energy sources. Hybrid electric vehicles and electric vehicles are a few such examples. Such diversification requires the use of power control units essentially for power control, power conversion and power conditioning applications such as variable speed motor drives (dc–ac conversion), dc–dc converters and other similar devices. Power control unit of a hybrid electric vehicle or electric vehicle is essentially the brain of the hybrid system as it manages the power flow between the electric motor generator, battery and gas engine.Over the last few years, the performance of this power control unit has been improved and size has been reduced to attain higher efficiency and performance causing the heat dissipation as well as heat density to increase significantly. Efforts are constantly being made to reduce this size even further. As a consequence, a better high performance cooler/heat exchanger is required to maintain the active devices temperature within optimum range. Jet impingement is one such cooling scheme which has been widely used to dissipate transient and steady concentrated heat loads and can be applied to existing cooling system with minor modifications. The aim of the present study has therefore been to study the various cooling options based on impingement for application in hybrid electric vehicle and other similar consumer products and perform parametric and optimization study on the selected designs. Significant improvements in terms of thermal performance and volume reduction have been shown both experimentally and numerically.     

Energy sources and multi-input DC-DC converters used in hybrid electric vehicle applications – A review

With the drastic inclination towards reduction of atmospheric issues, hybrid electric vehicles are becoming the major alternative for internal combustion engine vehicles. Compared to internal combustion engine vehicles, hybrid electric vehicles are remarkable in terms of efficiency, durability and acceleration capability. However, the major drawback of hybrid electric vehicle is energy storage capability. An electric vehicle requires the energy sources with high specific power (W/kg) and high specific energy (Wh/kg) to reduce the charging time. Generally, fuel cells, batteries, ultracapacitors, flywheels and regenerative braking systems are used in hybrid electric vehicles as energy sources and energy storage devices. All these energy storage devices are connected to the different DC-DC converter topologies to increase the input source voltage. From the recent past, most of the hybrid electric vehicles are using multi-input converters to connect more than one energy source in order to improve the efficiency and reliability of the vehicle. This survey presents an assessment of present and future trend of energy storage devices and different multi-input DC-DC converter topologies that are being used in hybrid electric vehicles. In addition, different electric vehicle architectures are also discussed.