混合动力汽车模型预测控制策略研究

针对传统混合动力汽车控制方法无法实现实时最优控制的问题,提出了基于简化混合动力汽车系统模型的预测控制智能优化策略.通过将3自由度的系统模型简化为1自由度的系统模型,并采用连续广义最小残量方法求解模型预测控制问题.运用MATLAB/Simulink与GT-POWER联合仿真平台进行仿真,实验结果验证了系统模型简化的有效性,以及所设计的模型预测控制算法大幅度提高混合动力汽车的燃油经济性的能力和实时控制性能.     

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.     

串联混合动力城市客车整车控制系统研制

介绍安徽安凯汽车股份有限公司HFF6120G03SHEV型串联式混合动力城市客车整车控制系统研制,以串联式混合动力城市客车为控制对象,对驾驶员的需求、整车能量优化分配和整车控制策略进行了分析,设计、制作了整车控制器硬件电路,编写了软件程序.实现了混合动力模式、纯电动模式、发动机模式、能量回收模式、充电模式等正常工作模式,使客车正常工作时发动机始终处于高效区、电池不过充电或过放电,并在客车出现故障时切换到跛行回家模式或单电机驱动模式等故障运行模式,保证客车可以行驶到安全地带.经过试验场测试和实车运行测试,设计、研制完成的整车控制器可在城市公交环境下长期稳定、可靠的运行,能准确实现整车控制功能,并达到显著的节能效果.     

Model Predictive Control of Hybrid Electric Vehicles for Improved Fuel Economy

This brief proposes a model predictive control method using preceding vehicle information within hybrid electric vehicles' (HEVs') predictive cruise control system to improve car following performance and reduce fuel consumption. This paper adds two original contributions to the related literature. First, a real‐time optimization approach using Pontryagin's minimum principle with analytical methods rather than numerical iteration methods is proposed. Second, to compute the desired battery state of charge trajectory as a function of vehicle position, only the topographic profile of the future road segments must be known. Both the fuel economy and the driving profile are optimized using the proposed approach. Simulation results show that fuel economy using the proposed method is improved significantly.     

混合电动轿车CAN总线系统软、硬件设计

本文将实时性好、可靠性高等优点的CAN总线通讯网络应用于解决混合电动轿车中众多的电子控制装置之间的复杂通讯;给出了混合电动轿车CAN总线系统的硬件结构、软件设计方法,以及混合电动轿车CAN应用层协议的制定策略。     

混合动力汽车辅助动力控制器设计与实现

本控制器针对串联式混合动力汽车进行设计,根据整车工作状态及工作模式对辅助动力单元进行控制,以调节辅助动力单元工作状态,协调混合动力电动汽车能量分配。整车采用串联式混合动力结构,由蓄电池组和发电机组提供能量,以三相异步电机构成驱动系统。本控制器实现了基于TMS320F2812的辅助动力单元控制器的设计。采用了由发电机组的放电电流和发动机转速构成的双闭环控制结构,在实际应用中使辅助动力单元的能量输出达到了良好的控制效果。     

基于电机辅助的纯电动汽车模式切换控制策略

为了提高纯电动汽车动力系统的工作效率,提出了一种基于电机辅助的纯电动汽车模式切换控制策略。首先,在传统纯电动汽车结构基础上配置一个小功率电机,得到一种双电机型纯电动汽车;其次,在双电机型纯电动汽车各驱动和各再生制动模式下,对其动力系统进行动力学分析和能量平衡分析,得出了系统在各模式下的工作效率模型;然后,以使动力系统工作效率最大为原则,制定了模式切换控制策略,确定了车辆的目标运行模式和两电机的目标转矩;最后,在Advisor仿真平台CYC_NEDC循环工况下,对该模式切换控制策略进行仿真,结果表明,与传统纯电动汽车相比,该控制策略使动力系统的工作效率提高了约6%。     

混合动力电动汽车的跟车控制与能量管理

混合动力电动汽车(Hybrid electric vehicles, HEVs)的能量管理问题至关重要, 而混合动力电动汽车的跟车控制不仅涉及跟车效果与安全性, 也影响着能量的高效利用. 将HEVs的跟车控制与能量管理相结合, 提出一种基于安全距离的HEVs车辆跟踪与能量管理控制方法. 首先, 考虑坡度、载荷变动建立了HEVs车辆跟车系统的非线性模型, 并基于安全距离, 提出一种基于道路观测器的动态面控制(Dynamic surface control, DSC)进行车辆跟踪控制. 然后, 结合跟踪控制下工况循环, 采用滚动动态规划(Dynamic programming, DP)算法进行混合动力电动汽车能量实时优化控制. 最后, 通过仿真研究进行验证.     

混合动力电动汽车发动机转速智能控制系统设计

发动机是混合动力电动汽车动力设备的心脏,为了保证混合动力电动汽车可以快速稳定地运行,需要对其转速智能控制系统进行设计;使用当前控制系统智能控制混合动力电动汽车发动机转速时,无法快速检测到发动机转速,难以达到最佳的智能控制结果;为此,基于软切换提出Bang Bang-神经网络PID的混合动力电动汽车发动机转速智能控制系统设计方法;混合动力电动汽车发动机转速智能控制系统以Mcs-51系列8751单片机为核心系统,检测混合动力电动汽车发动机转速的数字信号,同时控制D/A模拟信号的输出,并在LED显示器上显示发动机转速数字信号,以PWM调制器放大混合动力电动汽车启动时发动机产生的PWM波,将放大后的PWM波供给电力发动机,再以分频填充脉冲装置测量混合动力电动汽车发动机转速,通过Bang Bang-神经网络PID算法计算出混合动力电动汽车发动机转速误差,达到实时控制混合动力电动汽车发动机转速的效果;实验仿真证明,所提设计方法保证了发动机转速的快速性和平稳性。     

混合动力电动汽车能量管理策略研究综述

能量管理对于提高混合动力电动汽车(Hybrid electric vehicles, HEVs)的燃油经济性、驾驶性能及减少排放具有至关重要的作用.本文对混合动力电动汽车能量管理问题的研究进展及现状进行了全面总结, 从不同角度对混合动力电动汽车的能量管理问题进行描述, 并对主要能量管理策略进行了分析和对比研究, 指出各种控制方法的优点及其存在的问题与不足, 最后对混合动力电动汽车能量管理策略研究的未来发展方向进行了展望.     

混合动力电动船舶功率分配控制方法

混合动力电动船舶对于现有技术的纯电动船舶具有较好的续航能力,是未来船舶节能减排发展的过渡方案,其动力系统是柴油发电机组与锂电池组的直流并网结构;针对混合动力船舶直流配电系统对母线电压以及功率分配的控制要求,提出了一种混合动力电动船舶双功率源并网控制与功率分配方法;仿真结果表明该方法能有效实现双功率源直流并网,系统直流母线电压稳定,并能任意控制锂电池组输出功率,锂电池组输出电流稳定。     

可充电式混合动力汽车电池管理系统设计

电池是可充电式混合动力汽车的关键部分,因此对电池进行有效的监控与管理非常有必要.系统基于Linear Technology公司的LTC6803-2电池管理芯片和TI公司的DSP TMS320F2812,完成电池组的管理与监测.F2812芯片通过SPI接口对LTC6803-2芯片进行了通信与控制,并且通过CAN总线将采集到的电池电压、电流、温度等信息传送至整车控制器,并且实时监测保护电池组.系统通过在Matlab/Simulink中建立模型,并通过Embedded IDE Link生成代码对程序进行了设计,该系统的电池电压测试结果误差在0.01 V以内,满足精度要求.     

Optimal Control Of Parallel Hybrid Electric Vehicles Based On Theory Of Switched System

The focus of this paper is the control strategy used to control general parallel hybrid electric vehicles (HEV). The torque split control problem of HEV is formulated as the optimal control of a switched system. A model‐based strategy for fuel‐optimal control is presented. The optimal control problem of such a switched system is formulated as a two‐stage optimization problem. Dynamic programming is utilized to determine the optimal control action that minimizes the cost function. Simulated results indicate that this method is effective.     

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.      

ISG混合动力汽车制动力动态协调控制策略研究

本文针对混合动力汽车的制动过程能量回馈效率不足进行分析.以ISG技术的中度混合动力汽车为平台,通过分析混合动力汽车前、后轮制动力分配以及摩擦制动力和再生制动力的合理分配,建立了基于制动安全性和高效制动能量回收的动态协调再生制动控制策略模型,并在不同的路况下进行仿真分析和修正.仿真结果表明,制动力动态协调控制策略与原有传...     

混合电动汽车中的CAN总线研究与应用

本文针对CAN总线的特点，结合混合电动汽车控制系统的实际情况，详细分析了CAN总线在混合电动汽车控制系统中的应用。特别对应用层协议制定的原则与技巧进行了研究：最后针对实际应用，给出了CAN总线在混合电动汽车现场调试过程中的实例。     

Integrated Dynamics Control and Energy Efficiency Optimization for Overactuated Electric Vehicles

A large number of studies have been conducted on the dynamics control of electric vehicles or on the optimization of their energy efficiency but few studies have looked at both of these together. In this study, an integrated dynamics control and energy efficiency optimization strategy is proposed for overactuated electric vehicles, where the control of both longitudinal and lateral dynamics is dealt with while the energy efficiency is optimized. First, considering the trade‐off between control performance and energy efficiency, criteria are defined to categorize the vehicle motion status as linear pure longitudinal motion and non‐linear motion or turning motion. Then different optimization targets are developed for different motion status. For the pure linear longitudinal motion and cornering motion, the energy efficiency and vehicle dynamics performance are equally important and a trade‐off control performance between them needs to be achieved. For the non‐linear turning motion, vehicle handling and stability performance are the primary concerns, and energy efficiency is a secondary target. Based on the defined targets, the desired longitudinal and lateral tyre forces and yaw moment are then optimally distributed to the wheel driving and steering torques. Finally numerical simulations are used to verify the effectiveness of the proposed strategies. The simulation results show that the proposed strategies can provide good dynamics control performance with less energy consumption.     

混合动力系统能量管理策略的实时优化控制算法

依据最优控制理论得到的混合动力汽车能量管理策略与未来的驾驶需求相关联,无法解决算法的实时性问题.本文另辟蹊径,结合规则构造二次型性能指标来限制发动机功率的大幅度频繁波动,间接地降低油耗.为此,在对混合动力系统近似线性处理的基础上,利用二次型最优跟踪理论推导出定常的反馈控制律,将发动机和电机功率表示成系统当前状态和车速指令的线性函数并应用于非线性实车系统.仿真结果表明,本文提出的能量管理实时控制算法可以达到良好的节油效果, 对不同的道路工况和电池初始荷电状态有良好的适应性.     

电动汽车动力学控制研究进展

近年来随着全球资源、环境问题日益严峻,节能、环保的电动汽车得到快速发展。电动汽车采用电机驱动系统,具有转矩快速响应、易于精确测量、可实现动力分散控制、可实现制动能量回收等优点。充分挖掘并利用这些优点可显著提升车辆动力学控制性能。文中从电动汽车动力学控制运行参数的识别、动力学控制结构与方法两个角度综述了十多年来的研究成果,重点介绍了轮胎-路面接触条件识别方法、驱动防滑控制方法等。对车辆横向动力学控制,包括电子差速控制、直接横摆控制、底盘集成控制等研究现状也做了总结。最后对未来电动车辆动力学控制的发展方向作了几点展望。     

Electro-mechanical Braking Method in Hybrid Electric Vehicles Based on Feedback Control Theory

In this paper, the hybrid electric vehicle braking process is researched, by using variables consists of HEV speed, motor speed, and state of charge established, fimctions of mechanical braking force, regenerative braking force and efficiency of energy recovery are constructed, and the control goal is to maximization the energy recovery efficiency. Under the feedback control strategy, with the constrain condition of braking strength and braking stability, combining experiments in ADVISOR, in different experiments of different working conditions, we can see that in UDDS Cycle, the regenerative braking efficiency is the best. What＇s more, compared with strategies in ADVISOR, strategy proposed in this paper is obviously better.