复合式汽车变速器最佳经济性速比优化算法研究

复合式汽车变速器,由金属带式无级变速器(continuously variable transmission,CVT)和有级变速传动装置组成,可根据汽车工况的需要分别实现无级变速传动和有级变速传动。综合考虑了发动机效率和CVT效率对汽车油耗的影响,提出了一种复合式汽车变速器最佳经济性速比优化方法。首先建立了动力传动系统的数值模型,为系统优化匹配和仿真分析奠定了基础。其次,建立了CVT最佳经济性速比匹配优化目标函数模型。基于simulation X软件,建立了装有复合式变速器的汽车仿真模型,对CVT的最佳经济性速比进行了优化,并对比分析了速比优化前后汽车的动力性和燃油经济性,证明了本文算法的有效性和实用性。     

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。     

超轻度混合动力传动系统匹配控制仿真分析

为以更低的制造成本,实现轻度混合动力传动系统节省燃油和降低排放的控制效果,以新型回流式无级自动变速传动系统为基础,利用其大的速比变化范围、较低转速时传动效率高和承载能力大的特点,克服轻/微度混合动力传动系统不具备纯电动驱动工况的局限性,通过采用新的传动方式和匹配控制策略,开展基于大速比变化范围的混合动力传动系统匹配设计理论与控制方法的研究。试验结果表明,超轻度混合动力汽车节油率可达到13.02%,其中回流式无级变速器的节油贡献率为1.88%。     

DS-AMT自动变速器的自主研发

变速器作为汽车动力传输、变换的中枢系统,是动力总成的核心部件,直接影响汽车的动力性、经济性和环保性。目前,汽车变速器主要有液力变矩器式自动变速器(AT)、双离合器自动变速器(DSG)、无级自动变速器(CVT)、手动变速器(MT)及其衍生品——自动机械变速器(AMT)。它们各有优     

回流式无级变速器动力连续转换的控制策略仿真研究

为避免回流式无级变速器在无级与回流工况转换过程中动力中断,以减小对整车冲击度的影响,提出了回流式无级变速器动力连续转换的控制策略。针对转换过程中变速器效率和金属带功率流方向变化对输出转矩的影响,建立了转换过程中离合器接合、分离的动力学模型,确定了离合器扭矩变化率的限定范围。利用MATLAB/Simulink仿真平台,对回流-无级和无级-回流转换过程进行了仿真研究,结果表明:采用回流式无级变速器动力连续转换的控制策略,冲击度控制在5m/s3以内。     

轻度混合动力汽车再生制动控制策略与仿真研究

分析了轻度混合动力汽车在典型城市驱动循环工况下的工作特点，在传统汽车制动理论的基础上，基于制动安全性和高效制动能量回收，提出了一种简单有效的混合动力汽车制动力分配控制策略，进行了整车再生制动系统建模和城市驱动循环下的仿真，结果表明，采用该制动力分配策略能满足整车制动力分配的要求，能量回收率达12．5％。     

轻度混合动力汽车巡航工况总工作效率分析和优化

在混合动力电动汽车巡航工况时,为了降低油耗和延长电池的使用寿命,对其能量管理策略的优化除了考虑发动机和电动机工作点的优化之外,还应考虑电池工作点的优化。针对这个问题,建立一种具有无级变速结构的轻度混合动力电动汽车的纵向动力学方程,在此基础上综合考虑发动机、电池、电动机与传动系统的效率,分析车辆巡航工况下的系统效率,得到系统效率优化的目标函数和约束条件。随后利用序列二次规划算法对轻度混合动力电动汽车系统效率进行优化计算,从而确定车辆巡航工况下的最佳蓄电池功率和最佳无级变速器(Continuously variable transmission, CVT)减速比。优化结果揭示出驱动系统的特性,可为驱动系统的优化奠定基础。     

混合动力公交车制动能量回收系统的分析

城市公交频繁的制动带来了巨大的能量损失,采用再生制动来回收制动能量是增加电动汽车续驶里程的有效方法之一。简述了混合动力汽车再生制动系统的国内外现状以及国内公交车运行系统的工况;从整车系统的角度分析了制动能量回收与再利用控制原理,并在此基础上说明了混合动力公交车节能的途径,为提高电动汽车驱动效率、合理利用有限能量提供了技术支持。     

基于线控降档制动技术的混动车辆能量回收策略研究

近来混动汽车(HEV)制动能量回收的研究越来越多,当HEV中的一个电机(EM)制动而作为发电机提供的制动转矩不能满足需求时,则需要车辆提供额外的制动力矩。本文通过变速器线控降档制动技术来调整EM工作点,提高EM作为发电机的输出功率,从而提高制动能量回收效率。选配AMT的HEV作为研究平台,建立HEV动力学模型;分析AMT降档的过程和优点,提出了动态规划线控降档制动策略;最后经仿真测试表明,降档时再生制动过程的能量回收效率比没降档时大幅提高。     

离合器带排转矩对液压机械无级变速器效率的影响分析

为研究多离合器对液压机械无级变速器(Hydro-mechanical continuously variable transmis-sion,HMCVT)传动效率的影响,针对变速器中包含多个湿式摩擦离合器构成闭式回路的结构特征,分析了离合器带排转矩对液压机械无级变速器效率特性的影响.通过对影响传动效率的离合器分离阶段所...     

混合动力电动汽车制动力分配及能量回收控制策略研究

制动能量回收是混合动力汽车相对于传统燃油汽车的巨大节能优势来源之一.利用再生制动,可以将制动过程中的动能转化为电能储存到电池当中,以备驱动时使用,提高整车的能量利用率.深入研究了如何协调控制摩擦制动和再生制动之间的分配比例,在保证制动稳定性前提下,尽可能多地回收制动能量,并对ADVISOR中再生制动控制策略模块进行二次...     

基于AMESim的纯电动汽车液压再生制动系统的研究

为提高纯电动汽车制动时的再生制动能量回收率与汽车起步加速的动力性能,通过比较各种再生制动能量回收方案与储能方式,提出了在纯电动汽车的蓄电池回收制动能量的基础上加设液压制动能量回收系统。应用PID控制,在ECE-15循环工况下进行了仿真,并分析了整车的动力性能与能量的回收利用率。研究结果表明,在纯电动汽车上利用液压再生制动系统能够显著地提高整车的起步加速能力,并增加汽车的续驶里程28%左右。     

液压再生制动系统的能量回收效率研究

针对纯电动汽车续驶里程低、电池充电难等问题,对纯电动汽车的再生制动系统进行了研究,通过比较多种液压制动能量回收方案与储能方式,提出了定压源飞轮液压再生制动系统。为提高所提出的再生制动系统的能量回收效率,以泵/马达和蓄能器工作参数作为变量进行了试验研究和基于AMESim软件的仿真研究,通过仿真分析和试验研究对比,找出了最佳的参数匹配。研究结果表明,该再生制动系统的能量回收效率随着蓄能器容积的大小不同和液压泵/马达的排量不同而改变,泵/马达排量越大回收的能量越多,但是随着排量的增加泵/马达上的阻力也增加了,高于一定值后能量回收效率会下降;蓄能器容积越大,可回收的能量越多。对该系统的研究值得借鉴,可为合理匹配电动汽车液压再生制动系统参数提供依据。     

基于复合电源恒流控制的电动车再生制动系统研究

超级电容具有功率密度大的特点,将其作为电动车的辅助电源,能够弥补动力电池功率密度低的缺陷。以电动车再生制动系统为研究对象,建立由直流无刷电动机和Buck-Boost型DC-DC变换器、超级电容组及控制器组成的复合电源的电动车再生制动系统的数学模型。为对电动车再生制动系统模型进行验证,设计开发再生制动模拟试验系统,采用小功率直流无刷轮毂电动机驱动系统模拟电动车驱动系统,采用飞轮惯性矩模拟电动车惯性负载。在此基础上对再生制动系统数学模型进行仿真计算和试验验证,结果表明所建立的数学模型准确有效。以制动过程中制动力矩波动范围小为目标,采用恒流控制策略对电枢电流进行控制。仿真结果表明,由动力电池和超级电容组成的电动车复合电源,能够有效吸收再生制动能量,所采用的恒流控制策略能够实现制动过程中的制动力矩稳定及较高的能量回收效率。     

Regenerative braking control strategy in mild hybrid electric vehicles equipped with automatic manual transmission

The actual regenerative braking force of an integrated starter/generator (ISG), which is varied with desired braking deceleration and vehicle speed, is calculated based on an analysis of the required deceleration, maximum braking force of ISG, engine braking force and state of charge (SOC) of battery. Braking force distribution strategies are presented according to the actual regenerative braking force of ISG. To recover the vehicle’s kinetic energy maximally, braking shift rules for a mild hybrid electric vehicle (HEV) equipped with automatic manual transmission (AMT) are brought forward and effects of transmission ratios are considered. A test-bed is built up and regenerative braking tests are carried out. The results show that power recovered by the braking shift rules is more than that recovered by the normal braking control rules. __________ Translated from Chinese Journal of Mechanical Engineering, 2006, 42(10): 156–160 [译自: 机械工程学报]     

Evaluation strategy of regenerative braking energy for supercapacitor vehicle

In order to improve the efficiency of energy conversion and increase the driving range of electric vehicles, the regenerative energy captured during braking process is stored in the energy storage devices and then will be re-used. Due to the high power density of supercapacitors, they are employed to withstand high current in the short time and essentially capture more regenerative energy. The measuring methods for regenerative energy should be investigated to estimate the energy conversion efficiency and performance of electric vehicles. Based on the analysis of the regenerative braking energy system of a supercapacitor vehicle, an evaluation system for energy recovery in the braking process is established using USB portable data-acquisition devices. Experiments under various braking conditions are carried out. The results verify the higher efficiency of energy regeneration system using supercapacitors and the effectiveness of the proposed measurement method. It is also demonstrated that the maximum regenerative energy conversion efficiency can reach to 88%.     

电机发电特性优化再生制动控制策略的方法

电动汽车制动力的分配策略对整个系统能量回收效率有重要影响,分析了传统再生制动模糊控制策略的优缺点,并结合电机变速变负载的发电特性,对模糊控制策略进行改进,首先建立了电机转速、电池SOC、制动强度与再生制动力矩之间的模糊控制算法,并将模糊控制器输出进行等量划分,然后依据电机发电效率MAP图,设计了最大功率跟踪算法中的变搜索步长三点比较法,最后在Matlab/Simulink与Cruise软件中搭建了控制策略与整车模型模型,进行联合仿真。结果表明设计的控制策略比传统模糊控制策略能量回收效率提高了10.12%。     

北京市区电动轻型客车制动能量回收潜力

在分析影响电动汽车制动能量回收潜力的各种主要因素的基础上,以一辆电动轻型客车为例,结合北京市区轻型客车行驶工况调查数据,统计分析了在不同车速下最大制动功率的分布特征,发现其与电动机的制动工作特性能够很好地吻合。通过对典型路段上净制动能量和可回收制动能量的统计分析,即使在行驶工况变化比较频繁的长安街上行驶,采用制动能量回收可增加的续驶里程也只有24.4%左右。最后还统计分析了制动能量相对于车速－制动减速度和电动机转速－转矩的二维分布,统计结果表明制动能量分布的密集区与所采用的电动机在制动状态下的高效率区不能很好地重合。因此从提高制动能量回收潜力的角度出发,应根据行驶工况的统计结果来指导电动汽车电驱动系统的设计,不仅要从满足驱动需求出发,还应适当兼顾制动能量回收的需求,从而更全面地提出电动汽车电驱动系统的设计要求。     

电动城市公交车制动能量回收评价方法

制动能量回收是提高电动城市公交车整车能量效率的关键技术之一,但在评价制动能量回收对改善电动城市公交车能量效率作用方面目前国内外还缺少科学系统的方法。以一辆12 m电动城市公交车为研究对象,通过建立电动城市公交车制动过程能量流模型,提出一种涉及6个环节因素的制动能量回收效率评价方法,在详细分析这些因素对制动能量回收效率影响的基础上,进一步提出一个综合评价制动能量回收作用的新指标—制动能量回收贡献率。制动能量回收贡献率综合考虑整车参数、循环工况和制动能量回收效率等因素,从而能更全面地评价制动能量回收对提高整车能效的作用,提出的评价方法为电动城市公交车通过制动能量回收技术来进一步改善其整车能量效率指出技术途径。     

Hydraulic regenerative braking system studies based on a nonlinear dynamic model of a full vehicle

To obtain a reasonable match of the main parameters of a hydraulic regenerative braking system and to improve the energy recovery efficiency, this paper establishes the corresponding mathematical models and testbed for a hydraulic regenerative braking system. The proposed system is analysed and verified through simulation and experiments. Then, the linear and nonlinear mathematical models of a full vehicle are built, with joint simulation of the hydraulic regenerative braking system, and the influence of the hydraulic regenerative braking system on braking performance under different running conditions is discussed. The results indicate that the deviations in the simulation results between the linear and nonlinear dynamic models are very small. When the brake deceleration and road adhesion coefficient are 0.2, deviations are within 1.38 %. With an increase in the braking deceleration and road adhesion coefficient, the deviations in braking time and distance between the systems become larger and larger. When the braking deceleration and road adhesion coefficient are 0.7, the deviation reaches 30 %. Finally, with braking energy recovery efficiency and braking distance as the optimization objectives, the nonlinear braking energy recovery system parameters are optimized. After optimization, the energy recovery efficiency of the nonlinear system reaches 76.3 %, and the braking distance is 22.8 m.