车用燃料电池耐久性控制策略研究

为了提高车用燃料电池的耐久性,提出基于模糊控制和自适应FIR滤波控制的复合能量管理策略。通过设计以蓄电池SOC和整车需求功率与燃料电池高效区下限之差为模糊输入量,以燃料电池系统输出功率比例系数为输出量的模糊控制器,再通过自适应FIR滤波控制可以有效避免燃料电池因启停、持续低速和怠速工况以及动态循环工况导致的耐久性差的问题。将该复合能量管理策略与模糊控制能量管理策略进行仿真对比,结果表明,该复合能量管理策略保证了燃料电池的经济性,而且减少了引起燃料电池寿命衰减的工况,改善了其耐久性,同时保证了蓄电池的安全性。     

基于高效率功率跟随的氢燃料电池客车能量管理策略

为了解决氢燃料电池客车动力性不足，燃料消耗过高和氢燃料电池工作效率过低等问题。首先在AVL-Cruise和MATLABSimulink软件搭建氢燃料电池客车整车模型和能量管理控制策略。其次根据CCBC和CHTC-B行驶工况确定整车功率需求，匹配氢燃料电池复合电源并且满足整车动力性要求。然后提出一种高效率功率跟随能量管理策略，根据超级电容当前SOC、整车需求功率等条件来判断氢燃料电池开关状态和限制氢燃料电池输出功率以提高工作效率。将设计高效率功率跟随控制策略在CCBC和CHTC-B行驶工况下对整车经济性和动力性进行仿真。仿真结果表明：在高效率功率跟随能量管理控制策略条件下，氢燃料电池客车在CCBC和CHTC-B工况下氢气消耗量和高效工作区间占比分别为24.45 kg/100 km、54.86%和21.97 kg/100 km、55.46%，最终解决了氢燃料电池工作效率过低的问题。     

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%。     

基于模糊控制的燃料电池汽车动力源能量管理

提出一种基于模糊控制的燃料电池混合动力系统能量管理策略,通过设计模糊控制器的隶属度函数和模糊规则保证燃料电池工作在高效区域和限定的供电能力范围内,并通过积累燃料电池功率增量实现燃料电池功率的逐步变化。基于选定的混合动力系统结构,在MATLAB/Simulink环境下建立了部分子系统的仿真模型。在典型循环工况下,将其与一种有限状态机策略进行对比仿真分析,结果表明该策略能在完成功率分配的同时保证燃料电池处于更健康的工作状态。     

CHS混合动力系统建模与仿真研究

针对单模复合功率分流混合动力系统,文中分析了该混合动力系统的工作模式和节油原理,应用Matlab/Simulink中建立了整车控制模型,并应用LMS/AMESim中建立了整车及动力系统关键部件模型,在此基础上对整车的动力性与经济性进行联合仿真研究,并与实车的动力性与经济性进行比较。试验结果表明,本文提出的混合动力系统具有良好的综合性能,建立的联合仿真模型具有良好的精度。     

轮毂电机HEV能量管理策略优化研究

以一种轮毂电机HEV为研究对象,以整车燃油消耗量和排放最小为优化目标,制定了基于模糊控制的能量管理策略。在原能量管理策略的基础上引入了模拟退火粒子群算法,对模糊控制中的隶属度函数进行了优化。在此基础上,基于ADVISOR 2002软件搭建了轮毂电机HEV模型并在UDDS工况下进行仿真分析,仿真结果表明,与原能量管理策略相比,基于模拟退火粒子群算法优化的能量管理策略能更好地控制发动机工作点和分配发动机转矩和电机转矩,显著地改善了整车燃油经济性、排放性能。     

基于Simulink的ISG型客车混合动力系统的仿真研究

针对ISG型混合动力系统结构、控制复杂,传统开发风险高、周期长、成本高等问题,采用后向仿真的思想,应用Simulink仿真工具,对其动力系统完成了能量管理策略的设计与建模,建立了工况输入模型和驾驶员PI控制模型,结合相关理论公式及试验标定数据对其主要部件如驱动电机、发动机、发电机、动力电池进行了模型建立。结合中国城市典型工况,基于功率分配思想提出了以发动机优先驱动优化发动机工作效率的整车能量管理策略。仿真结果研究表明,仿真模型可以准确模拟实车进行循环工况行驶,完成经济性试验和和实时输出各部件工作特性参数的功能,该模型可以作为动力系统能量管理策略研究和部件参数优化的基础,对车辆前期开发阶段快速确定整车控制策略,提高匹配该系统车型的经济性具有重要意义。     

燃料电池城市客车动力系统匹配与仿真研究

以某款城市客车为参考,开发燃料电池城市客车,依据整车性能设计指标,对燃料电池城市客车驱动电机、燃料电池系统及蓄电池组进行选择、计算与匹配。利用ADVISOR搭建燃料电池城市客车模型、建立中国典型城市道路循环工况,对整车动力性、纯电动驱动模式下经济性和动力系统各部件性能进行仿真,结果表明,所选动力系统各部件能够满足整车功率需求,整车动力性能良好,蓄电池组SOC在理想区间变化,纯电动模式下的续驶里程满足设计要求。     

增程式电动城市客车动力系统匹配与仿真

设计了一款增程式电动城市客车,为使设计车辆满足动力性与经济性要求,对车辆动力系统中的驱动电机、动力电池与增程单元进行了参数匹配,并提出了一种基于功率跟随式的增程式电动城市客车动力系统控制策略。在MATLAB/Simulink环境下建立了控制策略模型,利用CRUISE软件建立了整车模型,进行了车辆动力性仿真与循环工况仿真,确定了增程单元发动机工作的高效区间。仿真结果表明,车辆能够满足设计要求,使用功率跟随式控制策略能够提高动力电池充电的安全性和使用寿命。     

燃料电池混合动力参数辨识及整车控制策略优化

为优化燃料电池混合动力系统经济性及耐久性,建立了模型参数辨识及整车控制策略优化方法.首先给出了燃料电池混合动力系统氢气消耗及蓄电池模型参数的最小二乘离线辨识算法.台架试验验证了其有效性.其次给出了整车控制策略,包括电动机控制策略和能量管理策略两部分.电动机运行状态根据挡位信号和司机踏板信号可以划分为两类:制动状态和非制动状态.电动机目标转矩在这两类状态中采取不一样的计算方法.能量管理策略包括稳态分配和动态补偿两个模块.再次,采用基于多目标的遗传优化算法对整车控制策略相关参数进行优化,优化目标为混合动力系统在"中国城市公交典型工况"中等效氢气消耗量最小.工况测试结果表明,使用优化算法后系统经济性从9.6 kg/100km提升到7.6 kg/100km,减小了燃料电池输出功率的波动并维持蓄电池SOC在平衡点附近.     

纯电动汽车工况识别和能量控制策略研究

针对纯电动汽车能量管理策略优化主要面向单一工况,提出包含BP神经网络工况识别控制的能量管理策略.以锂电池-超级电容复合电源纯电动汽车为研究对象,引入工况识别的复合电源纯电动汽车能量管理策略对整车经济性和蓄电池工作状态的影响.在MATLAB/Simulink平台下修建整车模型并进行综合测试工况仿真,结果表明:包含工况识别的能量控制策略能够准确识别行驶工况,相较于优化前的能量管理策略,蓄电池能量消耗下降2.81％,总能量消耗下降1341 kJ,两种能量源之间的能量分配更加合理,蓄电池工作状态得到进一步优化,有效提高整车经济性.     

PHEV动力系统匹配及控制策略研究

针对PHEV插电式混合动力系统存在的变速箱系统复杂庞大、动力系统集中在同一驱动轴上等问题,为简化变速箱,并将动力分布到前后轴,优化动力性能设计开发一种全新的插电式混合动力系统。研究的PHEV插电式混合动力系统采用单挡变速箱,简化了变速箱结构空间并降低了质量;三动力源分布前后轴,充分利用路面附着力来提高整车动力性。根据整车动力性能要求进行动力系统的参数匹配,在AVL Cruise软件中搭建整车模型。在保证动力性能的情况下以经济性最优为原则,在Simulink软件中编制整车驱动控制策略。进行AVL Cruise与Simulink软件的联合仿真,验证全新PHEV插电式混合动力系统与整车驱动控制策略能有效提高整车的动力性及经济性。     

燃料电池客车电-电混合动力系统的应用

基于某氢燃料电池客车整车研发,介绍燃料电池动力系统的开发背景和设计方案。从整车的动力性和经济性出发,采用综合能量密度更高的燃料电池与动力电池匹配形成的电-电混动系统作为整车的动力源方案,通过计算进行系统匹配,进一步提升燃料电池客车的综合性能。     

混合动力电动汽车能量管理策略研究进展

面对能源和环境的巨大压力,混合动力电动汽车(Hybrid Electric Vehicle,HEV)成为汽车行业发展的一个重要方向。能量管理是HEV动力系统控制策略的核心,是整车动力性、经济性和驾驶性的重要保障,如何优化管理整车能量和提高能量利用率是HEV面临的重大挑战。首先从多个角度对HEV能量管理问题进行概述,进而对HEV能量管理策略的研究进展及现状进行了全面综述,基于优化式和规则式两个角度列举不同的能量管理策略,分析并总结了不同的能量管理策略的优点及不足。最后综合分析HEV能量管理系统的特点及影响因素,并对HEV能量管理的研究方向进行了展望。     

纯电动商务车动力性参数设计与建模仿真

综合考虑纯电动商务车的动力性设计指标,理论计算动力系统参数。运用Cruise仿真软件,搭建纯电动商务车整车仿真模型,进行整车的动力性与经济性仿真。仿真结果验证了动力性参数匹配合理;研究汽车系统动力学方程中相关参数对整车动力性的敏感度分析,得出了整车质量、传动比和传动效率敏感度最高。研究结果为进一步提升电动汽车动力性能和参数的优化提供了依据。     

燃料电池汽车改进型状态机能量管理策略研究

车用燃料电池“电-电”混合动力能量管理系统优化可有效提升整车燃油经济性,并可增加燃料电池系统使用寿命.针对“燃料电池+蓄电池”混合动力系统,利用动态规划原理得出其在JN1015和MANHATTAN两种循环工况下的离线优化结果.分析并提取优化结果中分配给燃料电池的功率与需求功率之间的线性关系,建立一种改进型状态机能量管理策略.在NEDC和UDDS两种循环工况下,对提出的策略在MATLAB/Simulink环境中进行仿真验证,结果表明改进后的策略可达到与动态规划接近的最优效果,且其控制效果与离线最优的功率分配结果的相似度可达到96.83％和98.88％.     

电动汽车主减速比优化研究

为了使电动汽车在满足动力性能要求的前提下,具有更佳的经济性,根据整车性能要求对动力系统参数进行匹配与选型,基于AVL cruise软件建立整车模型,仿真分析整车的动力性与经济性。基于Pointer优化算法对主减速比进行优化,分析对比优化前后整车的动力性与经济性。结果表明,通过对电动汽车主减速比的优化,可以在满足整车动力性性能指标的要求下,得到更佳的经济性。     

车用燃料电池混合动力系统自适应控制研究

在MATLAB/Simulink中建立了燃料电池/锂电池混合动力系统仿真模型,利用自适应反演滑模控制理论,设计了基于状态机能量管理策略的电流/电压控制器,使燃料电池尽可能工作在高效稳定区域,实现了混合动力系统在不同汽车运行工况下驱动与制动的可持续性。仿真结果表明,该控制器对燃料电池电流的追踪响应速度快,追踪精度高,抗干扰能力强,且混合动力系统在不同工况下燃料电池功率输出稳定、切换平滑,提高了燃料电池的耐久性。     

基于发动机转速调节特性CVT速比模糊控制仿真研究

针对发动机的负荷特性和转速调节特性,建立了发动机的稳态转矩模型并确定了发动机的最佳动力性和经济性曲线,然后使用经济性加权系数法计算得出发动机的目标转速。将动力传动系统简化成双旋转质量模型,通过整车的数学模型利用Simulink建立物理模型,提出基于发动机转速调节特性的速比模糊控制方法,并分别对起步工况、制动工况和循环工况进行仿真。仿真结果显示:可以实现实际速比对目标速比很好的跟随效果,说明基于发动机转速调节特性的速比模糊控制方法能够很好的应用于速比控制。     

新型并联式液压混合动力系统及其能量管理策略

液力机械式装载机具有良好的自适应性,但其工况复杂,功率需求变化大,频繁的制动和装卸物料,造成发动机工作点和经济性变差,以及制动能量和势能浪费。为此,文中提出了一种适合于液力机械式装载机的新型并联式液压混合动力系统,该系统将泵马达、工作泵与机械系统并联,在能量控制阀组的控制下与高压蓄能器进行能量转换。提出了以发动机工作点、蓄能器压力状态、液压泵效率、液压马达效率为控制参数的多模式能量回收与再利用管理策略。基于MATLAB/Simulink搭建整车模型及控制策略模型,开展蓄能器压力和联合驱动控制参数对装载机油耗和能量平衡的影响分析。仿真结果表明：相比于原方案,新型并联式液压混合动力系统的发动机工作点得到优化,在泵马达、工作泵高效工作和蓄能器能量稳定的前提下,燃油经济性提高了18.44%。