基于多岛遗传算法的功率分流式双模混合动力客车参数优化

协调优化混合动力系统设计参数和控制策略参数是提高功率分流式双模混合动力系统综合性能的关键。针对现有多目标遗传算法、粒子群算法以及模拟退火等优化算法实施难度高、求解周期长的问题,以汽车动力性能和电池SOC平衡为约束条件,将油电转换系数引入目标函数,提出一种基于多岛遗传算法(Multi-island genetic algorithm, MIGA)的动力系统设计参数和控制参数集成优化方法。利用Isight仿真平台进行建模仿真,结果表明,在保持车辆动力性、车速跟随以及电池SOC平衡的基础上,相较于优化前,在中国典型城市公交工况下系统等效油耗降低了0.21L/100km,对应节油比例为1.3%。对参数优化后的经济性仿真结果分析发现,优化后发动机向着高负荷区域移动,工作情况得到改善;电机MG1和MG2效率均有不同程度的提高,较好的验证了所提出的参数优化方法的有效性。     

四轮驱动混合动力汽车能量管理策略仿真

针对一种四轮驱动混合动力汽车,在分析其动力系统结构的基础上,进行了建模,控制策略开发及仿真分析.利用AVL CRUISE软件建立整车仿真模型并编译为S-function,然后在MATLAB/Simulink环境下搭建基于规则的逻辑门限值能量管理策略模型,用以控制混合动力系统的转矩分配,实现工作模式的合理选择,最后在不同的初始SOC条件下基于NEDC工况进行仿真计算.通过与原型传统车的综合油耗对比,验证了所设计控制策略的有效性.     

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%。     

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NS-GA-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...     

基于行驶工况的插电式混合动力公交车控制参数自动化标定方法

为解决行驶工况下插电式混合动力汽车控制参数仿真标定过程中标定参数选取缺少科学性和人工实时在线标定效率较低等问题，提出一种面向任意行驶工况的控制参数自动化标定方法。基于实际公交行驶工况，设计了正交试验对控制策略参数的油耗影响度进行分析，选取5个影响度较大的控制参数作为标定参数。利用优化算法自主寻优特性代替人工分析结果和调整参数，构建控制参数优化模型。利用Cruise、MicroAutoBox、Isight等工具开发出控制参数自动化标定的实时仿真平台。仿真结果表明：与人工标定相比，相同标定次数下自动化标定的时间缩短了75.51%，通过合理的转矩分配，减小了超级电容SOC的波动，标定后控制策略百公里燃油消耗降低了12.30％，从而验证了该标定方法的可行性。     

ISG型中度混合动力汽车驱动工况控制策略优化

在汽车动力学理论的基础上,通过对基于集成起动机/发电机(Integrated starter/Generator,ISG)的中度混合动力汽车(Medium hybrid electric vehicle,Medium-HEV)的系统效率进行瞬时优化计算,得到ISG型中度混合动力汽车控制策略,确定控制策略中三个关键系数:电池电量切换阈值XSC,发动机充电曲线系数Xe_chg和发动机关闭曲线系数Xe_off,以及它们的取值范围。在Matlab/Simulink仿真平台下,建立ISG型中度混合动力汽车整车仿真模型,将电池电量变化值△SC折算为等效油耗,以ISG型中度混合动力系统综合油耗最小为优化目标优选三个系数的取值,从而确定ISG型中度混合动力系统动力源的匹配和优化控制策略。仿真结果表明,与传统汽车相比,ISG型中度混合动力汽车的油耗降低了36.95%,明显提高了中度混合动力系统燃油经济性。     

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。     

基于GA-ECMS电机转矩优化的混合动力系统协调控制

在保证经济性的前提下,以提高驱动工况中混合动力系统的模式切换控制品质为研究目的,构建一种基于GA-ECMS电机转矩优化的协调控制策略。基于等效燃油消耗最小策略(Equivalent fuel comsumption minimization strategy,ECMS)获得混合动力系统各个模式下的优化转矩控制策略以及各个模式下的价值量,并根据各个模式下的价值量获得模式切换的边界曲线。然后在此基础上,进而引入驱动电机的转矩系数为控制变量,以电池荷电状态(State of charge,SOC)为状态量,整车的冲击度为价值量构建目标函数,采用遗传算法(Geneticalgorithm,GA)进行优化,获得基于电机转矩系数优化的协调控制策略。在Matlab/Simulink的仿真平台上建立整车仿真模型,采用NEDC和HWFET高速工况的综合工况进行仿真验证,结果表明在NEDC工况下,最大冲击度从19.45 m·s~(-3),降低至10.96 m·s~(-3),降低了43.65%;在HWFET工况下,最大冲击度10.692 m·s~(-3),降低至5.869 m·s~(-3),降低了45.11%,同时也开展模式切换瞬时冲击度和整车经济性验证。通过以D2P系统为核心的硬件在环试验进一步以福州实际行驶工况进行验证。根据试验结果说明采用所制定的基于转矩优化协调控制策略相比于无协调控制能有效地降低冲击度,提高模式切换品质,并具有良好的整车经济性。     

基于动态规划算法的双行星排式动力耦合机构分析

针对不同构型的双行星排式混合动力汽车动力耦合机构,建立等效杠杆分析其功率分流特性以及系统传动效率,同时划分混合动力系统常用工作模式。在此基础上,搭建混合动力传动系统中发动机、电机、电池等动力部件模型,通过引入动态规划算法,以电池SOC为状态变量,以发动机转矩、转速为控制变量,设置整车油耗为目标函数,进行全局寻优。仿真结果表明,在NEDC工况下,相比于输入分流式,复合分流式构型在燃油经济性方面拥有更出色的表现。     

混合动力系统效率研究及控制策略优化

为了提高功率分流式混合动力系统汽车的燃油经济性,建立了混合动力系统物理模型和系统控制模型,利用优化初值的粒子群算法对混合动力系统的效率进行优化,仿真得到效率最优时的功率分流控制策略,并将其移植到搭载了该系统的某公交车上,进行了实验验证。结果表明,优化初值的粒子群算法可以有效提高动力系统的综合系统效率,降低整车油耗。     

基于安全修正系数的混合动力汽车再生制动控制策略

为了充分利用混合动力汽车的节油特性,更好地提高驾驶员制动时的制动安全性,文中以制动时的车速和制动强度作为制动意图识别的判断条件,在充分考虑了不同车速下对应的不同制动意图的制动安全性情况下,将制动模式分为高速制动工况下的平缓制动、中度制动、紧急制动模式和低速制动工况下的平缓制动、中度制动、紧急制动模式,并根据不同的制动模式提出了基于安全修正系数的混合动力汽车再生制动控制策略。使用AMESim-Simulink进行联合仿真并搭建半实物仿真平台,分析验证了文中提出的基于安全修正系数的再生制动控制策略的正确性和实时性。试验与仿真分析结果表明:采用文中提出的基于安全修正系数的再生制动分配策略的混合动力汽车在NEDC城市循环工况下可以实时跟随目标车速变化,仿真车速与目标车速的最大差值为0.35 m/s,仿真结束时蓄电池荷电量(SOC值)高于采用固定比例分配的制动力分配策略模型的SOC值3.02%。     

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     

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%。     

基于ECMS算法的能量管理策略研究

控制策略是混合动力汽车的核心技术之一,直接影响了混合动力汽车的经济性、动力性等。本文以Prius混联式混合动力汽车为研究对象,进行ECMS算法的研究,对算法中的等效系数的确定以及等效系数的主动修正进行研究分析,先根据行驶工况确定参考等效系数,再根据电池SOC对等效系数进行调整,并在AVL/CRUISE中建立整车模型,在SIMULINK中设计了基于ECMS算法的控制策略,进行整车经济性的仿真分析,仿真结果表明所设计的控制策略能够在实现较好的燃油经济性的同时维持电池SOC的平衡。     

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。     

基于CRUISE仿真的实车验证及AT换档规律优化

对某款搭载AT变速箱的乘用车在CRUISE中进行NEDC工况的燃油经济性仿真分析。在保持整车控制策略一致的条件下,对开发车辆在转鼓上进行NEDC油耗试验。通过对试验数据与仿真数据进行对比,说明了试验结果和仿真结果基本吻合,验证了CRUISE模型的准确性和可靠性。基于发动机万有特性图,分析整车NEDC工况运行点,修正了换档规律,并再次运行仿真模型,得到了更优的燃油经济性,为整车标定进一步优化换档规律奠定了基础。     

同轴并联式混合动力汽车模糊控制策略研究

为了提高同轴并联式混合动力汽车的燃油经济性,针对同轴并联式混合动力系统的结构特征、工作过程及能量流动模式,以驾驶意图作为模糊设计的输入变量,对驾驶意图进行模糊识别。在Matlab/Simulink中建立基于驾驶意图识别的模糊控制转矩分配策略,并在NEDC循环工况下与Cruise进行联合仿真。结果表明,该控制策略在满足动力性的前提下,同基于逻辑门限值的转矩分配控制策略相比,能有效改善发动机的工作点,百公里综合油耗下降了3. 2%,进一步提高了整车燃油经济性。     

并联混合动力系统驱动控制策略研究

为解决城市公交车的最佳燃油经济性,降低排放问题,对并联混合动力汽车的动力驱动控制策略进行研究,提出一种模糊逻辑驱动控制策略。基于道路工况总的请求转矩、发动机优化转矩、电池荷电状态和电机转速等因素设计了模糊逻辑控制器。在SIMULINK中建立控制策略仿真模型,嵌入到ADVISOR软件中进行仿真比较分析。仿真结果验证了该控制策略的有效性,为解决优化发动机工作点、提高电机效率和平衡电池荷电状态的问题,提供了一个可行的解决方案。     

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%。     

基于工况识别和动态混合度优化的控制策略

混合动力技术给液压挖掘机节能注入了新的生机,但挖掘机工况复杂,负载波动剧烈,给控制策略的制定带来极大挑战。研究了动态工作点控制策略的不足,针对液压挖掘机工况特点,提出了一种基于工况识别和动态混合度优化的并联混合动力挖掘机控制策略。该策略根据负载和电池组的荷电状态(SOC)确定当前工况下双动力源的功率组合,实现动力性能和节能效果的综合优化。试验表明,该策略克服了动态工作点控制策略的不足,优化了发动机工作点和电池SOC工作区间,较大幅度地提高了整机的燃油经济性。