基于遗传算法的插电式串联混合动力汽车动力参数优化

针对插电式串联混合动力汽车(PSHEV)动力参数优化问题的多目标、有约束和高度非线性的特点,应用遗传算法工具箱和ADVISOR的非GUI函数,以整车设计要求的动力性能指标为约束条件,以整车百公里燃油消耗量和排放性能为目标函数,建立了PSHEV动力参数优化的仿真模型,实现了对PSHEV动力系统部件参数和控制策略参数的同时优化。最后应用该优化模型对某PSHEV进行仿真分析,结果表明该优化仿真模型能够显著降低PSHEV的百公里燃油消耗量,在保证动力性能的前提下,整车的燃油经济性和排放性能也得到了提高。     

基于整车性能的汽车传动系参数的优化设计

在建立发动机特性数学模型的基础上,以原地起步连续换挡加速时间、多工况循环行驶油耗和多工况汽车尾气污染物排放量作为衡量动力性、经济性和排放性能的3个分目标,采用线性组合的方法将其转换成单一目标函数,建立传动系优化数学模型,利用复合形法对此模型进行优化。实例结果表明,应用此法对汽车传动系参数进行设计,整车综合性能均有显著改善。     

微型汽车驱动桥半轴轴承的减摩设计

针对某微型汽车半轴轴承摩擦力矩偏大的问题,对轴承的结构参数进行了优化。首先,在保证轴承疲劳寿命和额定动载荷的前提下,以降低轴承摩擦力矩为目标建立目标函数和约束方程;然后,采用遗传算法对方程进行求解,得到轴承结构参数的全局最优解;最后,对优化前、后的轴承进行摩擦力矩测试和装车后的整车油耗与滑行测试,结果表明,虽然整车油耗变化较小,但轴承摩擦力矩得到减小,整车滑行距离得到提升。     

混合动力汽车能量管理的自适应交叉NSGA-Ⅱ优化

为了降低混合动力汽车的油耗并减少有害气体的排放,提出了基于逻辑门限值的能量管理策略和自适应交叉NSGA-Ⅱ算法的控制参数优化方法。介绍了混合动力系统结构和工作模式,建立了混合动力系统仿真模型。基于逻辑门限值构造了混合动力汽车能量管理策略。以控制策略参数为优化对象,以降低油耗和减少有害气体排放为优化目标建立了参数优化模型。以NSGA-Ⅱ算法为基础,加入了基于t分布的tDX交叉算子,提出了自适应交叉NSGA-Ⅱ算法的参数多目标优化方法。经验证,自适应交叉NSGA-Ⅱ算法的收敛性优于传统NSGA-Ⅱ算法。经过自适应交叉NSGA-Ⅱ算法优化,油耗降低了8.13%,等效油耗降低了6.53%,CO排放量降低了10.97%,HC排放量降低了7.64%,NOx排放量降低了10.03%,说明自适应交叉NSGA-Ⅱ算法对混合动力汽车控制参数具有较好的优化效果。     

功率分流式HEV传动系统参数匹配及优化

以一种功率分流式混合动力汽车(Power-split Hybrid Electric Vehicle,Power-split HEV)为研究对象,对耦合机构中行星排特征参数及主减速比参数以经济性和动力性双目标函数进行优化设计。利用整车仿真软件AVL/Cruise建立整车模型,在MATLAB/Simulink中建立整车控制策略,结合优化软件Isight设计优化模型。采用非支配排序遗传算法,以最高速作为动力性目标,等效百公里油耗量作为经济性目标对行星排特征参数及主减速比参数进行多目标优化,并对优化结果进行仿真对比。结果表明,在不改变整车控制策略以及保持整车动力性的前提下其等效百公里油耗下降了10%。     

基于遗传算法的商用车传动系的参数优化

研究了综合考虑动力性和燃油经济性指标的汽车动力传动系数学模型。以燃油经济性最佳为优化目标以及整车动力性作为约束条件,根据指定柴油机和整车参数,运用遗传算法对某商用货车的传动系参数进行优化计算。结果显示,优化后的传动系参数,使得整车在原地起步加速时间基本不变的情况下最高车速提高了2.98%,使得整车混合百公里油耗降低了0.67%。表明优化参数使整车的动力性和燃油经济性得到了不同程度的改善。     

汽车驾驶习惯对油耗和排放的影响

随着社会的发展,汽车已经进入寻常百姓家庭。汽车在给人们生活带来便利的同时,对人类生存环境也造成了持续破坏。全球都在对降低碳排放和其他污染物排放展开研究,本文针对不同驾驶习惯对整车排放和油耗的影响展开研究。研究表明,激进驾驶方式会增加汽车燃料消耗量,但驾驶习惯对汽车排放影响较小。     

基于多目标优化的传动系速比匹配方法研究

为在汽车开发过程中最大限度的降低整车燃油消耗,对整车传动系速比进行了优化匹配。用试验标定Cruise整车仿真模型,联合Isight多目标优化软件对汽车传动系速比进行了多目标优化,获得了汽车动力性与燃油经济性的C曲线。结果表明,在不牺牲汽车动力性的前提下,优化后NEDC工况的综合油耗降低了约0.1 L/100 km,为公司节省了油耗成本。     

基于降低摩擦力矩的圆锥滚子轴承结构优化及试验

以降低圆锥滚子轴承摩擦力矩为优化目标,运用遗传算法,得到轴承内部结构参数的全局最优解,并进行优化前后轴承的摩擦力矩测试、装车后的变速器传动效率台架试验和整车油耗与滑行距离试验。结果表明,优化后轴承的摩擦力矩降低,应用优化后轴承的变速器传动效率提高,整车油耗减少,滑行距离大幅增加。     

空燃比PI控制与整车排放优化的研究

阐述汽油机空燃比闭环PI控制的原理及方法,通过对已量产车型的电喷系统进行剖析,在降低车辆三元催化器成本的前提下,完成了整车空燃比PI控制的标定工作,使得整车排放满足国Ⅳ标准,建立了低成本微小型汽车整车空燃比闭环控制的标定策略及模型。试验结果表明,良好的空燃比闭环PI控制策略及模型,能够最大限度地提高三元催化器的转化效率,从而允许整车厂在满足国家排放法规的前提下,适当降生产低成本,并在一定范围内有效优化整车油耗。     

48V-BSG轻混系统整车性能影响分析

随着油耗、排放法规的日益严苛,客户群体对于驾驶感受要求持续提升,为满足油耗目标及优化驾驶性,传统内燃机电动化日渐深入,而48V-BSG技术对于传统乘用车油耗指标、排放指标、驾驶性指标改善具备较好的性价比。本文应用Cruise对某汽油发动机应用48V-BSG技术方案在某整车上进行整车性能仿真分析,研究各工况及控制策略下48V-BSG对于发动机摩擦功、整车经济性、动力性影响,并通过性能试验结果与仿真数据比较分析验证性能仿真分析结果。     

基于遗传算法的HEV控制策略优化

混合动力汽车控制策略参数的选取对系统性能有重大的影响。为此,建立了以动力性能为约束指标、以燃油消耗率和排放为评价指标的混合动力汽车控制策略参数优化模型,并对控制策略参数进行优化。利用加权系数法整合评价指标,结合遗传算法工具箱GATBX对控制策略参数进行多目标优化,并利用ADVISOR对优化前后的性能进行仿真。仿真结果表明:在保证动力性的前提下有效降低了混合动力汽车燃料消耗量和排放,其中油耗和NOx降低了17%,HC和CO降低了大约7%。     

基于粒子群算法的PHEV动力参数和控制策略参数优化

以某款新开发的插电式混合动力汽车(Plug-in hybrid electric vehicle,PHEV)为研究对象,在完成传动参数匹配和控制策略设计的基础上,利用CRUISE建立了PHEV整车仿真模型。采用优化软件Isight集成Cruise整车模型,建立了以动力性能指标为约束条件,以百公里燃油消耗量和排放性能为目标的PHEV参数优化的模型,利用粒子群优化算法对PHEV的传动系统参数和控制策略参数进行多目标综合优化,并进行了仿真分析比较。结果表明,在UDDS循环工况下进行动力参数优化后的PHEV百公里燃油消耗降低12.5%,等效百公里燃油消耗降低10.7%。     

基于层次分析法的柴油机瞬态工况性能优化

采用层次分析法对一台工程机械用柴油机从怠速加速到目标工况的典型瞬态工况过渡参数进行了优化。选择合适的过度时间与烟度限值组合方案,使经济性和排放性综合较优。结果表明:以油耗和NO_X排放为优化目标,过渡时间选为10s、烟度限值+10%,油耗和烟度相比原机分别降低3.1%和12.5%,NO_X排放不变;以油耗和烟度为优化目标,过渡时间选为3s,烟度限值+10%,油耗、NO_X排放和烟度相比原机分别降低9.0%、1.4%和10.7%。     

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%。     

基于多目标遗传算法的混合动力电动汽车控制策略优化

混合动力电动汽车是一个高度复杂的非线性系统,并且影响其控制策略的参数较多,要对这样的系统进行优化,常规的优化算法显得无能为力,模型的精确程度也直接影响了选取参数的可靠性.应用汽车动力性、排放性高级模拟分析软件AVL CRUISE,联合Matlab/Simulink软件,建立合动力电动城市客车整车动态性能仿真分析模型,以百公里油耗和排放指标为优化目标,运用多目标遗传优化算法,针对欧洲、日本及中国的城市公交循环工况对混合动力系统工作模式的选择和能量流的分配进行全局优化,减少了运算时间,获得一组可靠的可行解,精确地确定出控制逻辑参数.该解集在很大程度上同时提高了原车的燃料经济性和排放性能,并且为混合电动车的设计和控制提供了一个适宜的选择范围,设计者可以按不同的要求进行不同的方案选择.     

重度混合动力汽车油耗和排放多目标实时最优控制

混合动力汽车在模式切换过程中发动机频繁起停造成三元催化器温度下降,催化效率降低,排放恶化。以重度混合动力汽车在NEDC循环工况下的燃油消耗与三元催化器出口处的HC/CO排放为多目标优化函数,依据庞特里亚金极小值原理,建立包含蓄电池荷电状态和三元催化器温度两个状态变量的目标泛函并对其求极值,得到最优控制策略。在此基础之上,将制动、停机工况的控制策略进行简化,以分析比较有、无发动机起停最优控制对整车油耗和排放的影响。基于Matlab/Simulink仿真平台建立整车动力学仿真模型,对得到的最优控制策略进行仿真验证,并与规则控制策略进行比较。结果表明,上述方法能对发动机起停进行优化控制以显著加快三元催化器起燃,整车燃油经济性和三元催化器出口处的排放也得到全局优化,相对于规则控制,Pareto解集各项指标均有明显改善。     

基于模糊PID扭矩识别的混合动力汽车优化控制

提出了一种基于模糊PID扭矩识别系数K的计算方法,并利用K对驱动模式进行初步判断。使用粒子群-蚁群组合优化算法对控制策略中的关键控制参数及部分动力系统参数进行了优化。优化后,在保证整车动力性的基础上,油耗和排放都有所降低。对优化后的控制策略进行了硬件在环仿真,仿真结果表明,基于模糊PID扭矩识别的控制策略可以实现基本的能量管理,且控制效果优于未引入模糊PID扭矩识别的控制策略。     

排气热量回收装置的整车试验研究

节能减排和提高内燃机热效率是当前汽车行业的研究重点,而排气热量回收技术利用空间较大。介绍排气热量回收技术的主要路线和现状,详细描述了排气热量回收热导热技术(EHRS)原理和结构,将装置搭载整车,分别进行常温和低温条件下油耗、排放试验验证,并对主要温度点进行监测。试验结果表明:EHRS装置能降低整车油耗、改善整车排放,加快发动机的温升速度; EHRS能加热发动机外循环水温,起到排气热量回收再利用作用。