基于CAN通信的混合动力系统硬件在环仿真实验

以ISG型轻度混合动力系统为研究对象,构建了dSPACE环境下的混合动力系统硬件在环仿真实验平台,进行了基于CAN通信的混合动力系统动力总成控制器的硬件在环仿真实验,对混合动力系统启动、加速助力、匀速充电等不同工况的动态特性进行了仿真实验和分析。     

增程式混合动力系统能量匹配优化研究

在增程式混合动力汽车动力学分析基础上,在特定工况下,以系统效率最高为优化目标,建立整车模式切换规律。基于MATLAB/Simulink仿真平台建立仿真模型,仿真结果表明,该能量管理策略有效提高了混合动力汽车的燃油经济性和动力性。搭建了基于dSPACE的混合动力硬件在环试验系统,并开发数据采集及测控软件,完成了混合动力汽车基于特定循环工况的试验,验证了控制策略的有效性。     

基于dSPACE的电动车动力系统仿真

硬件在环仿真技术提供了一种廉价、有效的系统实现验证方案。通过硬件在环仿真技术,可对系统进行拓扑结构验证、控制算法验证、系统优化及调整等多种有效手段。文章首先对纯电动车的动力系统进行建模仿真,并根据该仿真模型提出并设计一种基于dSPACE的硬件在环仿真系统实现对该动力系统的实现验证及算法验证。     

一种新型并联混合动力系统的性能研究

提出了一种新型并联混合动力系统,其采用PX型单环路系统,可有效规避无级变速器的扭矩和功率容量,通过串联两挡变速器,扩大该PX型单环路系统的调速范围。针对再生制动模式,对PX型单环路系统的功率流可逆性进行了验证。该新型并联混合动力系统采用电动机以实现纯电动驱动和制动能量回收,高速重载时发动机和电动机同时驱动车辆。建立了该动力传动系统的键合图模型,并推导了其状态方程。以Matlab/Simulink为平台建立了整车仿真模型,选取US06驾驶循环的高速公路工况,对该动力传动系统进行了仿真。仿真结果表明:通过模式切换,该并联混合动力系统确保了发动机工作在其高效率区域,车辆实际运行速度能够较好的跟随循环工况,同时,仿真前后电池荷电状态保持在期望范围内。     

基于Isight对复合储能式混合动力系统的稳健设计

由于装载机复合储能式混合动力系统的结构较为复杂,工作性能容易受到其自身多种不稳定系统参数的影响,进而影响到装载机的燃油经济性能。采用田口法并通过Isight软件对复合储能式混合动力系统进行稳健设计,设计出使混合动力系统的工作性能对不稳定系统参数波动最不敏感的稳健设计方案;然后通过整车后向仿真模型来验证稳健设计结果,仿真结果表明整车燃油消耗量得到明显下降;最后通过dSPACE进行硬件在环试验,试验与仿真结果基本一致,验证了优化切实有效。     

混合动力汽车多能源动力总成控制器硬件在环仿真系统

利用硬件在环仿真技术,建立混合动力汽车试验台,可以缩短混合动力汽车开发周期,降低开发成本.研制的混合动力汽车多能源动力总成控制器硬件在环仿真系统由动力模拟系统、能量反馈系统、试验台控制系统等部分组成.该系统能够初步实现混合动力车多工况间模式切换以及功率分配原则的测试和评价,并有效地解决了试验台的通用性问题,为混合动力汽车开发提供了很好的柔性试验平台.     

电子驻车制动系统硬件在环仿真与测试

文章介绍了电子驻车制动(EPB)系统的组成和工作原理,运用硬件在环测试对EPB电控单元控制策略进行验证,能降低实车测试的风险。基于dSPACE平台,分别从硬件台架的开发与试验软件的设计两个方面进行说明,其中硬件方面包括坡道驱动模块、坡道保护模块、开关模块;软件方面包括I/O接口模型、步进电机控制模型、ControlDesk试验管理界面。通过对不同工况下的EPB控制功能进行仿真测试,实验结果不仅证明了EPB硬件在环试验方法的有效性,也同步验证了EPB硬件在环试验平台的有效性。     

串联式混合动力系统在公交客车中的开发与应用

介绍了国内外串联式混合动力公交客车应用现状以及串联式混合动力系统的结构特点、工作模式和主要优点,目的是对公交工况下串联式混合动力系统的应用特点进行分析,得出今后适合我国城市公交系统发展使用的技术方案之一.在中国典型城市工况下,通过采用仿真计算与车辆实际运行数据相结合的方法,对串联式混合动力系统在公交工况下的系统效率、制动能量回馈、怠速停机、辅助系统电动化等方面进行系统分析和对比.通过对比,试验结果验证了串联式混合动力公交车的节油与环保的特点,说明串联式混合动力技术是混合动力电动汽车的发展方向之一,特别是该系统是比较适用于城市公交客车的动力系统.     

基于硬件在环仿真的复合电源能量管理研究

基于建立的电动汽车用复合电源系统的能量管理策略,采用硬件在环仿真试验的方法进行验证。针对插电式混合动力电动汽车在城市道路上的纯电动驱动模式工作特性,提出一种针对复合电源系统的基于规则的逻辑门限值的能量管理策略,并且搭建了硬件在环仿真试验台。基于北京城市典型工况的硬件在环仿真结果表明,所建立的复合电源能量管理系统能够有效地降低对动力电池的大电流冲击,提高整车的动力性和经济性,延长动力电池的使用寿命。为复合电源系统在实车上应用提供了理论和试验依据。     

并联式混合动力汽车(PHEV)动态协调控制方法硬件在环仿真

在指出并联式混合动力汽车(Parallel hybrid electric vehicle, PHEV)发动机与电动机动力耦合过程中存在的协调问题基础上,提出基于模型匹配控制的动态协调控制方法,开发出双驱动电动机结构的硬件在环仿真试验平台硬件系统和基于Matlab/Simulink/RTWT与Visual C 环境的软件系统,并建立PHEV动态协调控制方法硬件在环仿真试验台.对所设计的动态协调控制方法进行硬件在环仿真试验,试验结果表明,该动态协调控制方法能有效控制两个动力源的动力耦合过程,具有较高的转矩控制精度和很好的动态响应特性.     

轿车混合动力总成控制系统的开发与试验研究

为实现混合动力电动轿车的能量管理和状态切换问题,开发了国内具有全部自主知识产权的混合动力汽车动力总成的综合控制系统。详细介绍了混合动力汽车动力总成控制系统的组成与功能。混合动力汽车动力总成控制系统在动态试验台上进行了大量全面的试验。最后,给出了混合动力汽车动力总成控制系统在动态试验台上的试验结果。从试验结果可以看出,混合动力汽车动力总成控制系统的控制措施是有效的。     

ENERGY MANAGEMENT STRATEGY FOR PARALLEL HYBRID ELECTRIC VEHICLES

Energy management strategy (EMS) is the core of the real-time control algorithm of the hybrid electric vehicle (HEV). A novel EMS using the logic threshold approach with incorporation of a stand-by optimization algorithm is proposed. The aim of it is to minimize the engine fuel consumption and maintain the battery state of charge (SOC) in its operation range, while satisfying the vehicle performance and drivability requirements. The hybrid powertrain bench test is carried out to collect data of the engine, motor and battery pack, which are used in the EMS to control the powertrain. Computer simulation model of the HEV is established in the MATLAB/Simulink environment according to the bench test results. Simulation results are presented for behaviors of the engine, motor and battery. The proposed EMS is implemented for a real parallel hybrid car control system and validated by vehicle field tests.     

五自由度磁悬浮电主轴结构与有限元分析

提出一种五自由度稳定悬浮的电主轴,由二自由度磁悬浮异步电机与三自由度轴向混合磁轴承实现五个自由度的稳定悬浮。其中,三自由度混合磁轴承采用四个定子磁极来控制轴向悬浮力与径向扭转力,可有效减少轴向长度。文中介绍了五自由度磁悬浮电主轴工作原理,建立磁悬浮异步电机和混合磁轴承的数学模型,并用电磁场分析软件welll5．0分析其磁场和悬浮力,验证电主轴的可行性,最后运用biatlab软件建立基于转子磁场定向的无轴承异步电机控制系统,仿真结果表明该控制方法可有效稳定控制电机。     

Power-balancing instantaneous optimization energy management for a novel series-parallel hybrid electric bus

Energy management(EM) is a core technique of hybrid electric bus(HEB) in order to advance fuel economy performance optimization and is unique for the corresponding configuration. There are existing algorithms of control strategy seldom take battery power management into account with international combustion engine power management. In this paper, a type of power-balancing instantaneous optimization(PBIO) energy management control strategy is proposed for a novel series-parallel hybrid electric bus. According to the characteristic of the novel series-parallel architecture, the switching boundary condition between series and parallel mode as well as the control rules of the power-balancing strategy are developed. The equivalent fuel model of battery is implemented and combined with the fuel of engine to constitute the objective function which is to minimize the fuel consumption at each sampled time and to coordinate the power distribution in real-time between the engine and battery. To validate the proposed strategy effective and reasonable, a forward model is built based on Matlab/Simulink for the simulation and the dSPACE autobox is applied to act as a controller for hardware in-the-loop integrated with bench test. Both the results of simulation and hardware-in-the-loop demonstrate that the proposed strategy not only enable to sustain the battery SOC within its operational range and keep the engine operation point locating the peak efficiency region, but also the fuel economy of series-parallel hybrid electric bus(SPHEB) dramatically advanced up to 30.73% via comparing with the prototype bus and a similar improvement for PBIO strategy relative to rule-based strategy, the reduction of fuel consumption is up to 12.38%. The proposed research ensures the algorithm of PBIO is real-time applicability, improves the efficiency of SPHEB system, as well as suite to complicated configuration perfectly.     

自动变速器控制系统硬件在环仿真实验台开发

介绍了硬件在环（HIL）仿真实验的概念、系统组成及关键技术。借助于Matlab／Simulink方便的图形化建模环境,研究了基于Matlab／xPC工具箱开发硬件在环仿真实验台的方法,设计了汽车自动变速器控制系统快速开发硬件在环仿真实验台。通过汽车变速器控制系统硬件在环实验验证,结果表明该实验平台工作可靠,可以有效地缩短控制系统的开发周期,提高控制系统的设计水平,节约试验费用,为控制系统的开发提供了便利的条件。     

基于静液压传动的蓄电池轨道车电液混合加速策略

为了解决蓄电池轨道车瞬时加速大扭矩引起的大电流冲击对蓄电池寿命和整车续航里程的不利影响,基于传统的静液压传动系统设计了一套新型的电液混合动力系统。首先,建立了电液混合动力系统的功率流数学模型,并根据轨道车的行驶特点对电液混合动力系统的工作模式进行划分;其次,基于加速工况仿真了不同电液功率分配比下的动力耦合特性,并指出研究轨道车能量管理策略的必要性;最后,理论分析了电液混合动力系统中影响蓄电池放电电流强度的因素,并据此制定了最小放电电流冲击的加速策略。运用AMESim-Simulink联合仿真平台对加速策略的可行性进行分析,仿真结果表明所设计的控制策略对轨道车加速时蓄电池的放电电流冲击有良好的抑制作用,且控制简单,实用性强。     

新型混合动力汽车工作模式分析与参数匹配设计

为降低制造成本,并实现混合动力汽车节省燃油和降低排放,提出了一种采用行星齿轮机构的新型混合动力汽车动力传动系统方案,进行了该系统方案的工作模式分析和参数匹配设计。在MATLAB/Simulink环境下利用整车动力学理论建模与关键零部件(如发动机、ISG电机、电池、变速器以及行星齿轮)数值建模相结合的方法,建立了基于该系统方案和设计参数的混合动力汽车整车性能分析模型,进行了整车动力性能和ECE_EUDC循环工况下的燃油经济性仿真计算分析。结果表明所设计的新型混合动力汽车参数设计合理,具有良好的动力性,燃油消耗较传统车下降36.8%,这为该系统方案的实施提供了理论依据。     

基于Targetlink的自动代码生成及其在电池管理系统开发中的应用

采用V模式的开发流程对混合动力车用高压动力电池的电池管理系统BMS进行了开发.对动力电池BMS的功能需求进行分析,开发相关控制策略,并在MATLAB/Simulink平台上进行建模仿真。然后应用Targetlink工具进行自动代码生成,并通过硬件在环HIL仿真平台对自动生成的代码进行了验证。     

基于Byrnes-Isidori标准型的集成式电子液压制动系统液压力控制*

面向汽车制动系统需求,提出一种新型线控制动系统——集成式电子液压制动系统(Integrated-electro-hydraulic brake system, I-EHB),由电动机、滚珠丝杠副、次级主缸、踏板模拟器、踏板位移传感器和液压力传感器等部件组成。I-EHB液压力控制中系统存在摩擦等非线性因素的影响,造成时滞效应,控制精度低。针对该问题,将系统模型简化,采用Byrnes-Isidori标准型方法对系统进行分析,针对性地设计合理有效的控制算法对系统进行液压力控制,采用基于前馈-反馈控制和摩擦补偿的液压力控制算法。搭建试验平台,进行硬件在环台架试验,分别在不同幅值目标阶跃工况、不同频率的三角波和正弦工况以及梯形阶跃增减压工况下进行试验研究,以验证该控制算法在各种工况下的适应性。试验结果表明,采用该方法后系统响应速度快、控制精度高,系统性能得到明显改善。     

奔腾智能混合动力电动轿车自适应巡航控制系统

为了从整车系统控制角度综合解决车辆的安全、节能和环保问题,突破目前新能源车辆领域和智能汽车领域仍各独自开展相关技术研究的限制,提出一种融合新能源汽车和智能汽车各自先进技术的解决方案—智能混合动力电动轿车,并提出融合双模式切换自适应巡航控制、整车状态识别及转矩分配控制和驱/制动系统协调控制的整车自适应巡航分层控制体系。在上层控制中研究基于实时状态反馈的双模式切换2自由度结构模型匹配控制器,解决适应混合动力驱动系统动态特性的自适应巡航期望转矩制定的难题;在中层控制中采用了综合内燃机(Internal combustion engine,ICE)优化曲线、电动机最佳效率特性和电池最佳效率特性的基线式控制策略;在下层控制中提出发动机/驱动电动机的转矩协调控制策略和电动机制动/EVB液压制动的协调控制策略。在此基础上,通过仿真分析和实车试验对分层控制系统进行评价与验证。仿真与试验结果表明,所开发的分层式控制系统确保整车在自适应巡航状态下,不仅可以有效提高整车安全性和降低驾驶强度,而且使整车具有最佳的燃油经济性和排放性能。