基于随机动态规划的混合动力履带车辆能量管理策略

混合动力履带车辆采用发动机—发电机组和电池组混合供电,必须设计满足车辆动力性和燃油经济性约束的能量管理策略。针对串联式混合动力履带车辆,提出一种基于随机动态规划的能量管理策略设计方法。以实车行驶试验数据为目标工况,将驾驶员功率需求抽象为随车速变化的马尔科夫过程。建立发动机—发电机组、电池组以及直流母线功率平衡动态模型。以目标工况中燃油消耗及电池最终荷电状态的偏差作为车辆的优化控制成本函数,建立车辆能量管理最优控制问题。采用策略迭代法求解以发动机转速、电池组荷电状态、车速和驾驶员功率需求为输入、发动机电子节气门为输出的最优控制策略。所得控制策略通过基于前向车辆模型的仿真以及行驶试验验证。结果表明,相对于原发动机多点控制策略,所得最优控制在满足目标工况同时,燃油经济性明显提高。     

Plug-in混合动力汽车能量管理策略全局优化研究

应用动态规划全局优化算法,针对并联式Plug-in混合动力汽车在不同行驶里程下的能量管理策略进行了全局优化研究。结果表明:车辆的行驶里程小于55km时应使用电动机为主的能量管理策略,当车辆的行驶里程大于55km时应使用发动机为主的能量管理策略;在动态规划最优控制下,车辆行驶里程为55km时整车经济性能最佳,行驶里程小于110km时整车平均等价油耗为2.7L/100km,相对于原型车经济性提高了近58%。     

基于工况识别的混合动力汽车动态能量管理策略

针对固定循环工况下所制定的混合动力汽车能量管理策略存在一定局限性问题,从ADVISOR软件中选取覆盖车辆实际行驶工况的20个典型循环工况,以整车综合燃油消耗和动力电池寿命为综合优化目标,利用粒子群算法对各工况下能量管理策略中所涉及的关键参数进行了优化,并将得到的优化结果建立数据库,提出了基于行驶工况识别的混合动力汽车动态能量管理策略。最后,通过选择某个随机工况对所制定的能量管理策略进行仿真。结果表明：所制定的动态能量管理策略与未采用工况识别的能量管理策略相比,车辆综合燃油消耗下降10.70%,动力电池温升和平均有效工作电流分别下降2.46℃和1.63A。     

基于模糊控制的混合动力船舶能量管理策略研究

以由燃料电池、超级电容和蓄电池组成的混合动力船舶为研究对象,根据各动力源的特性参数建立混合动力系统数学模型。根据燃料电池、蓄电池和超级电容的动力特性,提出了一种基于模糊逻辑的能量管理策略,借助模糊逻辑控制算法和隶属度函数概念,综合考虑各影响因素(如功率需求,SOC等),从而得到最佳优化方案。通过模糊控制器将蓄电池SOC、超级电容SOC、需求功率输入量模糊化,经过所设定的控制规则来完成能量分配与管理,得到燃料电池、蓄电池和超级电容的输出功率。最后在MATLAB/SIMULINK环境下建立了混合动力系统仿真模型,仿真结果表明:基于模糊逻辑的能量管理策略能实现对混合动力系统能量的优化管理与控制,使船舶安全可靠运行,为实现船舶纯绿色的发展提供技术支撑。     

混合动力汽车能量管理策略的四步骤设计方法

以行星齿轮结构的混合动力汽车的动力系统为研究对象,提出了一套能量管理策略的四步骤设计方法。第一步,引入混杂动态系统理论来描述既有离散事件动态系统特征又有连续变量动态系统特征的混合动力系统;第二步,利用序列二次项规划算法和动态规划算法分别求解出最佳功率分配和最佳工作模式切换序列的基本规律;第三步,建立基于规则和模糊规则的能量管理策略;第四步,利用遗传算法对第三步已经建立的工作模式切换规则和功率分配的模糊控制规则中的参数进行优化,以获得更佳的控制效果。     

基于驾驶风格识别的混合动力汽车能量管理策略

为了进一步提高混合动力汽车的燃油经济性,针对驾驶员的驾驶风格对混合动力汽车的燃油经济性有较大影响的问题。通过对驾驶操作引起的汽车行驶过程的车体冲击度分析,确定不同类型行驶工况下的驾驶风格区分方法,应用该方法在所采集的大量行驶工况数据上,得到不同驾驶风格的车速信息。将行驶工况识别算法、不同驾驶风格的车速信息、等效燃油最小能量管理策略相结合,获取不同驾驶风格下的最优需求功率分配方式,从而建立基于驾驶风格识别的能量管理策略。对一段随机工况应用所制定的能量管理策略,仿真结果表明,所提出的控制策略比不考虑驾驶风格的等效燃油最小能量管理策略燃油经济性提高了8.47%,发动机工作点更好地运行在其最佳效率曲线附近,电池SOC更稳定且更好地维持在高效区域。     

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.     

轻度混合动力汽车再生制动能量管理策略

提出以满足ECE制动法规为前提,蓄电池再生制动能量回收最大为优化目标的轻度混合动力汽车再生制动能量管理策略.基于发电机效率图、蓄电池充电效率图和发动机反拖阻力矩图,建立发电机和行车制动系的制动力分配优化模型,分别获得采用有级式变速器和无级变速传动的轻度混合动力汽车在不同制动强度下的再生制动能量管理控制规则.分别对采用单离合器-有级式变速器、双离合器-有级式变速器和无级变速器三种传动型式的轻度混合动力汽车进行NEDC循环工况仿真,结果表明采用双离合器-有级式变速器的轻度混合动力汽车再生能量效率最高.对采用有级式变速器的混合动力系统完成了基于dSPACE快速控制原型技术的再生制动控制试验.     

插电式混合动力汽车的次优能量管理策略

从实际应用角度出发,针对插电式混合动力汽车提出了一种次优能量管理策略,借助随机动态规划获得了最优的挡位与功率分配,提出了算法内部约束与外部修正相结合的方法来解决最优策略在实际应用中可能出现的频繁升降挡问题,并采用瞬时优化算法解决换挡过程中的最优功率分配问题。研究结果表明：与传统的瞬时优化控制策略相比,所提策略的燃油经济性有显著的提升效果。     

并联式混合动力汽车能量管理策略的控制仿真

设计了基于模糊逻辑的并联式混合动力汽车转矩分配控制器,来确定发动机和电机的转矩分配,同时优化发动机、电机及电池的工作效率.在Advisor2002环境下仿真结果表明,所提策略可满足总体设计的性能指标要求,并且燃油经济性有了一定的提高,说明此种控制策略有其优越性.     

基于工况识别的混合动力汽车能量管理策略优化

针对现有基于工况识别的能量管理策略在车辆行驶过程中未全面考虑动力电池荷电状态(SOC)在某些工况片段下降过快的问题,从ADVISOR中选取23个典型的循环工况,用聚类分析方法将其划分为五类,以燃油消耗最小为目标,采用模拟退火粒子群算法对各类工况下能量管理策略中的关键参数进行离线优化,并建立优化参数数据库,提出了一种基于工况识别的能量管理策略优化方法。利用构建的综合测试工况对所制定的能量管理策略进行仿真分析。结果表明,所制定的基于工况识别的能量管理策略与未采用工况识别的能量管理策略相比,综合油耗降低了12.77%;同时,所制定的基于工况识别的能量管理策略可使汽车在行驶过程中动力电池SOC下降速度大为减小。     

基于无级变速器的并联式混合动力汽车能量管理策略

针对一种采用金属带式无级变速器(CVT)的并联式混合动力汽车(PHEV),以发动机稳态效率图和电池的充放电内阻曲线为依据,提出基于逻辑门限方法的PHEV能量管理策略,实现混合动力系统不同工作模式间的动态切换。并通过确定不同工作模式中混合动力系统的最佳工作曲线,合理控制发动机和电动机的转矩分配以及CVT的速比。基于ADVISOR仿真平台的仿真研究表明,所提出的能量管理策略能够在满足车辆动力性能指标的前提下有效地降低混合动力汽车的燃油消耗,并能将电池组电池荷电状态(SOC)维持在合理的范围内。     

并联混合动力电动汽车的模糊能量管理策略

为进一步优化并联的经济性，增强其能量管理策略的鲁棒性，针对高混合率，分析了常用的发动机最优曲线能量管理策略的不足，提出了以功率差、电池组荷电状态和电机转速为输入，以决定电机功率的比例系数为输出的模糊逻辑功率分配策略，在线计算电机所应承担的功率，达到了优化发动机工作点、电机效率和电池组荷电状态平衡的目的。通过整车循环工况前向仿真验证了该模糊策略对车辆经济性和工况适应性的改善。     

可外接充电混合动力汽车能量管理策略

按照"离线全局优化一在线应用设计一试验结果验证"的设计思路,采用系统仿真建模、动态规划计算、遗传算法优化等方法,对一并联式可外接充电混合动力汽车(Plug-in hybrid electric vehicle,PHEV)能量管理策略进行了研究.由动态规划全局优化方法获取的最优控制,既可以作为制定实时在线策略的宏观指导,也可以作为不同策略的评估标准,对能量管理策略的优化设计具有重要指导意义.而通过在线能量管理策略设计方法,则可以制定出既符合PHEV特点又满足车辆实时性要求的在线能量管理策略.试验验证结果表明:由以上方法获取的三个层次的PHEV能量管理策略,能够根据车辆的不同行驶里程充分利用外围电网充入能量,并对动力总成能量流进行合理分配,使整车经济性能提高50%～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。     

油电并联混合动力系统能量管理策略研究

针对油电并联混合动力汽车的特点,为降低油耗和排放提出了一种能量管理方案.该方案以系统动力特性为基础,结合双能源驱动控制和制动能量回收控制两方面来对能量进行管理.为有效调节和控制不同元件间的功率流,引入了模糊逻辑驱动控制策略和再生制动控制策略思想.对该能量管理策略进行实验仿真,结果表明车辆的燃油经济性和整车能量效率均有效提高,证实该能量管理策略具有合理性和可行性.     

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。     

功率分流式混合动力汽车分析及能量管理策略研究

分析了一种功率分流式行星齿轮机构,双行星齿轮的应用使得发动机的转速和转矩与车速以及整车需求转矩解耦,通过控制两个电机使发动机的转速和转矩处于最优曲线上,能够显著提高发动机的效率。针对该种功率分流机构的工作模式进行了分析与比较,建立了不同工作模式下的运动学方程,并在此基础上制定了工作模式切换逻辑。此外,考虑到发动机的运行工况对整车的燃油经济性具有很大影响,建立了以发动机为中心的逻辑门限能量管理策略,并进行Matlab和AMESim联合仿真。仿真结果表明,该策略能够保证发动机运行在最优曲线上,具有较好的燃油经济性。