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%。     

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。     

新型动力耦合系统工作模式分析与参数匹配研究

为改善混合动力汽车的耗油特性与动力性能,提出了混联式双行星排动力耦合系统,针对该系统的各种工作模式进行了功率分流与转速转矩特性分析。完成了主减速比、行星机构特性参数的设计,以及发动机、电动机等传动系统关键部件的参数匹配。在MATLAB/Simulink环境下建立了整车物理仿真模型,仿真结果表明:循环工况下的耗油特性及动力性能得以改善,验证了该方案的可行性。     

电动汽车两挡动力系统参数与控制策略集成优化

为提高电动汽车经济性,延长续航里程,提出一种基于循环工况的两挡动力系统参数与控制策略集成优化方法。首先,根据电动汽车性能指标对动力系统参数进行初步匹配,确定动力系统参数优化范围;进而对传统最佳动力性控制策略和经济性控制策略进行分析,提出综合性能控制策略设计方法;然后利用交叉粒子群优化算法,分别基于NEDC、Ja1015、UDDS循环工况,以工况能耗和百公里加速时间为优化目标,对动力系统参数与控制策略进行集成优化;最后,利用MATLAB/Simulink仿真平台对优化结果进行整车循环工况仿真分析。结果表明,所提设计优化方法在不同工况下均能有效降低电动汽车的能耗,延长续航里程。     

PHEV再生制动试验台建模与仿真

基于并联式混合动力结构形式,以回收整车再生制动能量为目的,应用模块化设计思想建模,搭建了一套整车再生制动试验平台。提出了一种并行制动力分配下的再生制动控制策略,建立了再生制动系统中主要元件的数学模型。为了验证再生制动试验台系统的性能以及工作可靠性,在MATLAB/Simulink平台上,通过试验数据和数学模型相结合的1方式建立再生制动系统的仿真模型。选择国际通用城市道路循环UDDS工况下进行仿真,仿真结果表明,再生制动能量得到有效回收,验证了提出的再生制动试验台结构及其控制策略的合理性。     

混合动力电动汽车传动系统仿真研究

对双轴转矩结合式并联混合动力电动汽车,采用新型回流式无级变速传动系统,以SC7130轿车为设计对象,研究分析了新型回流式无级变速传动系统,确定了整车结构布局,制定了传动系统主要工作模式;应用键合图理论建立整车传动系统键合图模型,根据整车传动系统键合图模型列写状态方程,即整车传动系统数学模型;应用Matlab/Simulink建立了传动系统仿真模型,制定速比控制策略,并对传动系统进行仿真,分析整车的动力性、经济性性能,进一步优化传动系统参数。     

基于工况识别与多元非线性回归优化的能量管理策略

为给混合动力汽车智能管理策略提供基础,开展了基于学习向量化(LVQ)神经网络的工况模式识别算法研究。选取4种典型微观道路类型工况和3类标准循环工况,提取11个参数为训练特征数据,建立了LVQ神经网络工况模式识别算法;在此基础上,以某款混联式动力系统为例,结合多元非线性回归分析制定相应控制策略;最后,基于Simulink仿真平台建立LVQ神经网络工况模式识别及整车仿真模型,分别采用中国城市典型循环工况以及构建UDDS+NYCC+UDDS的标准行驶工况进行道路工况识别验证。结果表明,所建立的LVQ神经网络工况识别算法可以准确识别工况模式并能有效提高能量管理策略的控制效果。     

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。     

新型行星齿轮插电式混合动力系统设计与仿真分析

提出了一种新型行星齿轮插电式并联混合动力传动装置。利用优化算法得到了行星齿轮传动装置的主要参数。为了评估其燃油经济性和动力性能,参照国产某品牌SUV车型参数,基于ADVISOR软件建立了插电式混合动力车辆的仿真模型,在NEDC循环工况下对该插电式混合动力车辆模型进行了电荷耗尽模式和持续充电模式仿真。结果表明,所提出的新型混合动力系统能够满足GB/T 32694—2016要求。新型行星齿轮插电式混合动力系统仅使用一台电动机,混合动力装置结构紧凑,价格低廉,占用空间小。     

轨道车的电液混合功率迁移与耦合特性

针对现有电力轨道车存在起步性能差、功率冲击大及续航里程短等缺点,研发了一套新型的电液混合驱动系统。建立了系统功率流的数学模型,分析并确定了电功率和液压储能功率之间的耦合方法。基于典型坡道下的行驶工况,制定了适用于不同行驶阶段的功率耦合策略,并利用AMESim软件进行仿真分析。结果表明：起步阶段,电液混合驱动系统可改善轨道车起步加速性能高达57%,并节约了61.7%的电耗;加速阶段,电液混合驱动系统可基本消除电功率冲击,并节约了50%的电耗。     

CVT轻度混合动力系统电动机和发动机联合工作模式下的系统效率优化

进行无级变速器(Continuously variable transmission, CVT)轻度混合动力电动汽车关键部件效率的试验数值建模,基于效率数值模型和系统的纵向动力学方程,分析推导出混合动力电动汽车驱动工况不同工作模式下的系统效率计算公式,得到了系统效率优化模型,利用序列二次规划算法对CVT轻度混合动力电动汽车驱动工况的系统效率进行优化计算,从而确定了驱动工况不同工作模式下的最佳电动机/发电机输出功率和最佳CVT速比,为驱动工况下CVT轻度混合动力汽车系统效率的提高和控制策略的优化提供了方法和依据。     

一种混合动力概念车驱动系统设计

为研究开发更先进的混合动力汽车驱动系统,分析了现行的起动机/发电机/电动机一体化混合动力汽车(ISG-HEV)和混联式混合动力汽车(PSHEV)驱动系统,指出了其各自不足之处;去掉传统变速箱和复杂的动力耦合装置,结合电子差速控制系统,设计了一种无级变速新型PSHEV驱动系统,并分析了该驱动系统工作过程、控制策略及能量流向;最后,分析论证了该系统的可行性。研究结果表明,该系统的结构布局和驱动效率都优于现行混合动力系统。     

黏性流体环境中压电宏纤维致动柔性结构的流固耦合振动特性及试验

柔性结构与周围流体的耦合作用机制广泛应用于仿生机器人、水下航行器、精密仪器及生命医疗等领域。具有驱动变形大、防水性好且柔韧性好的压电宏纤维（Macro fiber composite,MFC）致动器是水下柔性结构变形控制的首选。建立MFC内部致动弯矩和水动力载荷共同作用下柔性结构的流固耦合动力学模型。对粘贴MFC致动器的柔性结构特征截面进行计算流体动力学（Computational fluid dynamics,CFD）分析,得到不同振动特征频率下柔性结构周围流场、压力分布及所受水动力载荷,分别拟合得到MFC致动柔性结构水动力函数的实部和虚部表达式。结果表明柔性结构水动力载荷的附加质量和阻尼效应都随着振动频率的增加而减小。在等振动特征频率下,MFC致动梁结构水动力函数的实部大于匀质等截面梁的实部;在高振动频率下其水动力函数虚部同样大于匀质等截面梁。试验测试了MFC致动柔性结构的水下振动特性,试验所得MFC激励下柔性结构末端稳定振动的幅频特性和相频特性与建立的耦合动力模型相吻合,证实了所建立MFC致动柔性结构的水动力函数及流固耦合振动模型的有效性。     

燃料电池/蓄电池混合动力电动汽车能量控制策略研究

燃料电池/蓄电池混合动力电动汽车存在动力的耦合和分离过程,能量管理策略比较复杂.为了进一步合理分配燃料电池和蓄电池之间的动力输出,增强其能量管理策略的鲁棒性,从理论上分析了燃料电池/蓄电池双能源电动汽车的功率分配方法,用Matlab/Simulink建立了功率跟随模式控制策略的仿真模型,利用ADVISOR2002的并联框架完成燃料电池/蓄电池双能源混合动力汽车能量管理的建模与仿真.结果表明该电动汽车动力传动系统参数匹配合理,能满足动力性设计指标要求.     

液驱混合动力车辆动力源储能元件匹配优化研究

以串联式液驱混合动力传动系统为对象, 从燃油经济性改善率观点出发,根据动力源运行规则假设及优化,分析蓄能器容积大小对液驱混合动力车辆燃油经济性改善率的影响,并通过城市和公路循环工况对使用不同容积蓄能器的燃油经济性进行仿真计算。仿真结果表明：在满足功率流和回收制动能量的前提下,匹配较小容积蓄能器的液驱混合动力车辆具有较好的燃油经济性改善率和节能效果,其燃油经济性改善率达25%~39%。     

混合动力SUV传动方案的比较研究

在对各种混合动力方案的传动方式、能量流动、可靠性以及成本等方面比较之后,提出了两种比较适合SUV应用的并联式混合动力方案,并对两种方案动力系统中的发动机、电机、电池和变速器等进行了选型。利用Advisor软件,对一款SUV车型进行实例仿真。在满足动力性要求的前提下,仿真以提高经济性和排放性为优化目标,最后与原SUV车型进行比较分析。     

车用功率分流式液压混合动力系统特性研究

基于液压机械传动,提出了一种分速汇矩式液压混合动力传动系统.通过对系统的布置结构、主要组成元件描述及工作机理分析,研究典型工况功率流特性,提出了可行的再生制动方案.分析了再生制动和辅助驱动工况的工作特性.并结合计算机仿真,基于一定城市运行工况分析了系统的再生制动效能和辅助驱动性能.结果表明,液压混合动力技术改善了配备液...     

双回转数控轴传动单元的设计

现代加工单元经常运用多工位、多数控轴的复合结构形式,双回转数控轴传动单元是其中一种重要部件,它可以随回转圆盘的回转交换到不同的工位,而其驱动伺服电机并不随回转圆盘回转。通过设计新的离合机构,解决了双回转数控轴传动单元的动力传递及控制信号的传输问题,同时减少了伺服电机的数量,降低了制造成本。