插电式混合动力汽车模型预测控制策略研究

针对传统插电式混合动力汽车智能控制策略计算量大,难以实现实时最优控制的问题,提出了基于蓄电池充放电管理的插电式混合动力汽车预测控制策略.利用实测通勤插电式混合动力汽车车速信息,以蓄电池荷电状态为系统状态变量,以蓄电池充放电功率为系统控制变量,插电式混合动力汽车燃油消耗量最低为系统性能指标,设计了插电式混合动力汽车的模型预测控制智能优化算法,运用连续广义最小残量方法求解最优控制问题.在Matlab/Simulink与GT-POWER联合仿真平台上进行仿真,实验结果验证了所设计的模型预测控制算法不仅可以大幅度提高混合动力汽车的燃油经济性,而且能够满足实时控制的要求.     

应用粒子群算法优化模糊规则的自适应多目标控制策略

为了改善一款插电式混合动力汽车(PHEV)的燃油经济性和排放性能,本文利用等效燃油消耗最小方法(ECMS)建立以油电转换等效因子为核心的多目标控制策略.首先,在建立PHEV模型和多目标优化价值函数的基础上,构建了模糊比例积分等效因子优化模型.随后,利用粒子群优化(PSO)算法通过对隶属度函数值及控制规则进行优化以得到更...     

基于随机模型预测控制的插电式混合动力汽车 多目标能量管理策略

为了改善插电式混合动力汽车的燃油消耗和排放, 开展多目标随机模型预测控制策略的研究. 首先, 建立适用于模型预测的多元线性回归的发动机和电池模型, 建立融合燃油消耗和排放的多目标价值函数的模型预测控制, 随后, 基于随机驾驶员模型未来时刻的车速, 结合交通信息并利用动态规划(DP)算法进行参考电荷状态(SOC)优化, 进而建立多目标随机模型预测控制策略. 最后, 通过与DP, MPC等策略进行对比验证, 及给出两组不同权值进行多目标控制效果分析. 结果表明, 该策略的燃油消耗和排放最接近DP的控制效果, 且设置不同权重值可获得相应的控制目标, 说明该策略对提升燃油消耗和排放的多目标性能的有效性.     

基于路况预测的PHEV能量管理策略

为了提高插电式混合动力汽车(plug-in hybrid electric vehicle, PHEV)的燃油经济性,减少排放,提出了基于路况预测的PHEV能量管理策略;首先,建立PHEV系统结构并在此基础上依据动力电池SOC(State of charge)变化规律定义了3种PHEV基本工作模式;然后,设计路况识别模糊控制器对当前行驶路况进行识别并预测;最后,根据预测的路况类型结合合理规划的动力电池SOC的曲线约束,制定PHEV能量管理策略;仿真结果表明,该能量管理策略能够较好的使动力电池SOC保持在设定的参考轨迹附近,提高燃油经济性,减少排放。     

ISG混合动力电动汽车控制策略仿真研究

控制策略是混合动力汽车的关键技术,直接影响混合动力汽车整车性能.ISG混合动力汽车中发动机和电机输出转矩在同轴上耦合,工作要求具有独特性.通过对驱动结构和工作要求分析,以优化整车动力性和燃油经济性为目标,提出了针对ISG混合动力系统的电辅助控制策略,制定了各行驶工况下的控制逻辑.建立了相关控制模型,在Advisor软件平台上对控制策略进行了仿真.仿真结果表明,提出的电辅助控制策略完全适用于ISG混合动力汽车,与传统汽车相比,整车动力性和燃油经济性均得到进一步提高.     

考虑发动机排气背压阈值的柴电混合动力汽车最优控制

根据柴油发动机台架试验结果,分析排气背压对发动机性能的影响,在设计插电式柴电混合动力汽车(plug-in hybrid electric vehicle,PHEV)控制策略时考虑排气背压对油耗与排放的影响因素.以排气背压和蓄电池荷电状态为状态变量,利用庞特里亚金极小值原理,求解以插电式混合动力汽车油耗与颗粒物排放量的多目标泛函,从而得到整车油耗与排放综合最优控制策略.在MATLAB/Simulink仿真平台下建立了包含柴油颗粒过滤器(diesel particle filter,DPF)压力损失和捕集效率模型的整车动力学模型,对上述所得最优控制策略进行验证,并与二阶段(charge-depleting and charge-sustaining,CD–CS)控制策略和无排气背压状态最优控制策略进行对比.仿真结果表明,本文建立的最优控制策略相对于其它两种控制策略均能明显降低排气背压升高对发动机性能的影响,有效地改善了整车燃油经济性和排放性.最后通过台架试验对所提出的最优控制策略的有效性进行验证,结果表明,采用该控制策略优化后的等效燃油消耗量与颗粒物(particulate matter,PM)排放量分别降低了9.68%和32%.     

车速动态特性优化在HEV多能源动力总成系统控制中的运用

根据车辆控制工程理论,建立混合动力电动汽车（HEV）动力驱动模型及汽车闲环控制系统仿真模型,并以此进行计算机动态仿真.通过对设定不同汽车车速以及控制器参数下汽车实际车速响应情况以及响应与系统输入力矩之间关系的分析,发现现有混合动力电动汽车控制策略难以在保证汽车良好动态特性的基础上实现环保与节能.为解决上述矛盾,提出车速动态特性优化在HEV多能源动力总成系统控制中的运用,并论述其原理及实现方法.比较在两种控制策略下特定工况段的发动机油耗,说明车速动态特性优化的现实意义.     

混合动力电动汽车能量管理控制策略及仿真

研究电动汽车能量管理优化控制问题,混合动力电动汽车(HEV)能量管理系统,由于动力效率决定于发动机性能控制。针对传统方法燃油利用率低,车辆驾驶控制方式影响了优化。为了提高能源优化效率及优化驾驶控制,提出了一种燃油经济性和驾驶性能全局优化的能量管理控制策略。首先在系统中加入驾驶性能变量,并在代价函数中加入驾驶性能限制,然后把HEV能量管理问题建模为多步决策过程问题,运用动态规划(DP)原理,得到了全局优化的能量管理控制器。将该控制器模型嵌入高级车辆仿真器ADVISOR的并联车辆模型中,与传统规则的控制策略进行仿真对比。仿真结果表明,新的控制策略使燃油经济性提高了约16%,并且使驾驶性能控制在良好的范围内,能有效提高HEV能量管理的效率和实用性,为优化设计提供了依据。     

并联混合动力汽车模糊逻辑控制策略的建模和仿真

提出了基于模糊逻辑控制扭矩分配策略,建立了各功能组件模型.并利用ADVIS0R2002仿真平台,完成了该模糊逻辑扭矩控制策略和电气辅助控制策略仿真比较.结果表明,本文提出的模糊逻辑控制策略对提高混合动力汽车的动力性和燃油经济性,改善尾气的排放有明显的作用.     

混合动力叉车动力系统设计与仿真研究

为给混合动力叉车动力系统选型提供参考,从系统结构和控制策略两个方面设计了并联式和混联式混合动力叉 车的动力系统。基于图形化建模仿真软件 Matlab/Simulink 建立了两种混合动力叉车的仿真模型,并在特定的循环工况下 进行仿真试验：验证仿真模型有效性,对控制策略进行仿真分析,同时还比较了两种结构形式混合动力叉车的动力性和 燃油经济性。结果表明,两种结构形式叉车动力性能相当,但混联式混合动力叉车有更好的燃油经济性。     

Energy Control of Plug-In Hybrid Electric Vehicles Using Model Predictive Control With Route Preview

The paper proposes an adoption of slope, elevation, speed and route distance preview to achieve optimal energy management of plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs). The approach is to identify route features from historical and real-time traffic data, in which information fusion model and traffic prediction model are used to improve the information accuracy. Then, dynamic programming combined with equivalent consumption minimization strategy is used to compute an optimal solution for real-time energy management. The solution is the reference for PHEV energy management control along the route. To improve the system's ability of handling changing situation, the study further explores predictive control model in the real-time control of the energy. A simulation is performed to model PHEV under above energy control strategy with route preview. The results show that the average fuel consumption of PHEV along the previewed route with model predictive control (MPC) strategy can be reduced compared with optimal strategy and base control strategy.      

并联式混合动力汽车双模糊控制能量管理策略研究

针对单模糊控制策略下再生制动能量不能得到充分回收,提出了一种并联式混合动力汽车的双模糊控制能量管理策略.分别设计了驱动和制动工况下相应的模糊控制器,简化了控制系统设计的复杂度.最后,在Matlab中利用Advisor软件对所设计的双模糊控制策略进行了仿真.结果表明,与电辅助控制策略和单模糊控制策略相比,所设计的双模糊控制能量管理策略,在有效提高燃油经济性和制动工作效率的同时,极大地降低了废气排放.     

Speed planning and energymanagement strategy of hybrid electric vehicles in a car-following scenario

The development of intelligent connected technology has brought opportunities and challenges to the design of energy management strategies for hybrid electric vehicles. First, to achieve car-following in a connected environment while reducing vehicle fuel consumption, a power split hybrid electric vehicle was used as the research object, and a mathematical model including engine, motor, generator, battery and vehicle longitudinal dynamics is established. Second, with the goal of vehicle energy saving, a layered optimization framework for hybrid electric vehicles in a networked environment is proposed. The speed planning problem is established in the upper-level controller, and the optimized speed of the vehicle is obtained and input to the lower-level controller. Furthermore, after the lower-level controller reaches the optimized speed, it distributes the torque among the energy sources of the hybrid electric vehicle based on the equivalent consumption minimum strategy. The simulation results show that the proposed layered control framework can achieve good car-following performance and obtain good fuel economy.     

并联HEV工况识别能量管理与优化控制

考虑到行驶工况对具有多个动力源的PHEV燃油经济性的显著影响,提出一种基于K-means++工况识别的能量管理策略.以ADVISOR中30种标准行驶工况构建组合工况,在工况片段划分与工况识别周期选取的基础上,结合K-means++聚类算法得到四种聚类结果,分别对应拥堵、城市、郊区以及高速四种典型行驶工况.建立发动机油耗...     

基于模型预测的PHEV模式切换协调控制

针对混合动力汽车在模式切换过程中,由于离合器的结合/分离易产生较大冲击度和滑磨功,提出一种模型预测切换协调控制方法。在进行动力学分析基础上,建立预测模型。以电机驱动下的速度响应作为目标转速,构造目标函数,考虑其非可行解问题、动力部件物理约束以及最大冲击度限制要求,引入松弛因子,设计状态约束条件,保证其解的可行性与切换平顺性,实现较小冲击度与滑磨功。同时,引入预测误差,对预测值进行反馈校正,以提高控制精度;将所提策略转化为在线二次规划问题,便于计算机实现。仿真验证结果表明,所提协调控制策略与传统策略相比,冲击度与滑磨功明显降低,保证了切换平顺性,提高了驾驶性能。     

基于CVT的混合动力汽车建模与仿真

建立了基于无级变速器 (Continously Variable Transmission,CVT) 的前向并联式混合动力电动汽车动力系统模型,为了研究整车动力性、经济性,根据行驶动力学方程,采用极值原理和曲面拟合法对发动机台架试验得到的数据进行了多项式拟合,建立了发动机万有特性与最佳操作曲线(Optimal Operating Line,OOL) 模型,并建立了牵引用三相感应电机动力模型以及牵引蓄电池(State of Charge,SOC)模型.同时,提出了燃油消耗最低、蓄电池充放电平衡的能量分配控制策略,进行整车动力性仿真计算,仿真结果表明在保证循环结束电池充放电基本平衡的同时发动机燃油消耗最低,仿真试验对比结果验证了建立的模型的精确性.     

插电式混合动力汽车车载复合电源功率分配策略研究

将原有插电式混合动力汽车单一电源系统改造成复合电源系统,根据整车性能要 求及所用循环工况对车载电源的能量和功率需求解耦,完成动力电池和超级电容的参数匹配; 在Matlab/simulink 中建立复合电源功率分配策略,仿真结果表明,采用复合电源能减少动力电 池循环充电次数,有效避免大电流对动力电池的冲击,充分发挥超级电容的高比功率特性,与 改造前相比,燃油经济性提高3.4%,纯电动行驶里程增加1.3%。