基于分层控制的混合动力车辆实时能量管理策略

针对混合动力车辆中多动力源协调控制困难、燃油经济性不佳的问题,提出了一种基于分层控制的实时能量管理策略。通过分析车辆混合动力系统的部件特性,对不同动力源进行了数学建模;采用小波滤波层将负载需求功率分频为高、低两个部分,并将高频功率分配给超级电容等功率型动力源,将低频功率作为模型预测控制层的参考输入,以燃油经济性、电池荷电状态和母线电压为优化目标,求解柴油发电机组和动力电池组等能量型动力源的功率指令,依托dSPACE和RTLAB硬件在环仿真平台对能量管理策略进行验证。结果表明：在复合城市排放循环测试工况下,所提出的分层能量管理策略比基于模糊规则的能量管理策略燃油经济性提升了13.05%,比基于单一模型预测控制的能量管理策略燃油经济性提升了5.79%;分层能量管理策略下,能量型动力源的目标功率变化更加平缓,功率型动力源介入工作更加频繁,证明了该能量管理策略在提升燃油经济性和发挥动力源特性方面的有效性。     

基于轨迹规划与CNN-LSTM预测的履带式混合动力无人平台能量管理优化

混合动力能量管理策略是混合动力系统的关键技术之一,对整车效率和燃油经济性等综合性能起到决定性作用。对于履带式混合动力无人车辆,其复杂的行驶工况对能量管理策略提出更高要求。在传统工况预测方法的基础上,提出一种基于无人驾驶轨迹规划的卷积神经网络与长短期记忆网络的预测模型。针对系统状态变量与控制变量搜索范围广、计算量大的问题,优化动态规划算法以获得最优控制序列;设计模型预测控制方法实现能量管理优化控制;通过实车试验进行验证。研究结果表明,采用卷积神经网络与长短期记忆网络的预测模型比基于规划速度的直接预测模型的精度提高了3%;基于该模型预测控制的能量管理实时优化策略,比基于传统多步神经网络策略的等效燃油消耗量减少了3.9%,改善了整车燃油经济性。     

军用混合动力车型研制近况

混合动力技术是以发动机作为主要动力源,带动发电机工作并将能量带给高速电动机的技术。采用混合动力技术的意义在于不仅可增加车辆内部部件与设备布置的灵活性,而且还可提高装甲战车燃油经济性、机动性与战场隐身性,并缓解供应柴油这个巨大的经济和后勤     

基于起动发电一体机的车用混合动力总成控制策略研究

针对未来军用混合动力车辆的需求,设计了一种基于起动发电一体机（ISG）电机的高功率密度混合动力总成方案,制定了相应的基线式控制策略。在基于ADVISOR构建的后向仿真模型中,以某型轻型越野车辆参数以及混合动力总成的参数作为仿真输入条件,分析了动力总成对车辆动力性能和燃油经济性的影响。仿真结果表明：基于ISG电机的混合动力总成扭矩输出值与原车发动机相比获得较大提升;同时优化了发动机工作点,降低了发动机油耗,提升整车的燃油经济性。     

基于归一化优势函数的强化学习混合动力履带车辆能量管理

基于强化学习的能量管理策略由于状态变量和控制变量的离散化,处理高维问题时存在“维数灾难”的困扰。针对此问题,提出一种基于归一化优势函数的深度强化学习能量管理算法。采用两个具有归一化优势函数的深度神经网络实现连续控制,消除离散化。在对串联式混合动力履带车辆动力总成建模的基础上,完成深度强化学习能量管理算法的框架搭建和参数的更新过程,并将其应用于串联式混合动力履带车辆。仿真结果表明,该算法能够输出更为细化的控制量以及更小的输出波动性,与深度Q学习算法相比,对于串联式混合动力履带车辆的燃油经济性提升了3.96%. 通过硬件在环仿真实验验证了强化学习能量管理算法的适应性,以及在实时控制环境下的优化效果。     

混合动力车辆动力系统建模与仿真

以并联式混合动力车辆为研究对象,基于MATLAB／Simulink软件,建立了发动机、电动机、蓄电池以及整车仿真模型,制定了整车控制策略．仿真结果表明,应用该策略对发动机与电机间的功率输出进行协调控制,能明显提高整车燃油经济性,并能够维持SOC在规定的工作区间变化．     

基于FL算法的燃料电池轻卡能量管理策略

能量管理策略是燃料电池轻卡动力需求与控制的重要组成部分.为了实现整车需求功率的合理分配，使各动力源工作在高效区间内，提出了基于模糊逻辑的能量管理策略.在实际运行工况条件下，通过Matlab/Simulink仿真软件建立车辆模型并设计模糊逻辑控制策略，最后用车辆模型进行仿真验证.结果表明，在CHTC-LT工况情况下，模糊逻辑的控制策略要比功率跟随控制策略氢耗量降低了10.74%,提高了车辆的燃油经济性.     

串联式混合动力履带车辆急加速工况功率平衡控制策略

串联式混合动力履带车辆前后功率链功率是否平衡,对车辆的动力性影响很大。针对实车急加速工况直流母线电压被拉低影响车辆动力性问题,开展串联式混合动力履带车辆急加速工况功率平衡控制策略研究。基于不同驱动电机外特性下系统波动情况,以及车辆行驶功率需求和发动机-发电机组响应特性,提出一种发动机-发电机组稳压和DC/DC-蓄电池组补偿的功率平衡控制策略,并通过实时仿真验证。实验结果表明,该策略可以平衡急加速工况前后功率链功率,直流母线电压波动范围-4.6%~2.36%,能够很好地保持系统稳定性。     

混合动力车电能量流表征及能量管理方法研究

由于混合动力车辆中的电系统结构复杂,多个部件存在多向的电能量流动耦合关系,同时在多向的电能量流动过程中需要克服不同的交直流阻抗,所以需要研究电能量流表征和优化管理方法.在建立电能量流复杂耦合系统模型的基础上,通过研究在复杂载荷条件下单电池荷电状态变化规律,成组电池电能损耗稳态、瞬态变化规律,辅助能量单元效率变化特性和负载系统在不同模式下的稳态、瞬态能耗规律,提出了电能量优化的管理方法.硬件在环试验结果表明,该方法在一定程度上提高了电池组的寿命,也提高了车辆的燃油经济性.     

混合动力车辆机电复合驱动技术综述

机电复合驱动系统的机械桥和电驱桥可独立驱动或协同驱动车辆,能有效解决超大型发射平台发动机功率不足和现役发射平台动力性提升以及行驶可靠性提高等难题.文中论述了混合动力车辆的分类及混合动力驱动构型的特点和优势,分析了机电复合驱动车辆能量分配控制、协调控制及稳定性控制的研究现状,总结了整车能量控制、稳定性控制和驱动电机及其控制等关键技术及其发展趋势,分析了车辆机电复合驱动技术的应用前景.     

混合动力履带车辆机电复合制动力分配策略研究

为解决双侧电驱动履带车辆复合制动问题,提出一种机械、电气制动力模糊分配控制策略,通过制定以踏板信号和车辆行驶速度为输入的模糊规则在线实时分配电气、机械制动比例,并考虑电制动实际存在的约束,提高车辆复合制动匹配效果。其次,建立了整车驱动电机系统、机械制动系统以及车辆动力学实时仿真模型,进行了多种制动强度下的驾驶员在环的控制原型仿真试验,仿真结果表明复合制动系统能够在有效回收制动能量的同时,实现平稳制动。     

重型车辆多挡并联混合动力系统的联合优化控制策略

重型车辆机电多挡并联混合动力系统中电机功率在变速器内部与机械功率耦合,发动机和电机都具有多个独立挡位,机电能量、功率分配与挡位关系复杂,功率分配和挡位确定及优化难度大。为统筹多挡并联混合动力系统的功率分配和挡位选择,提出功率与挡位联合优化的能量管理优化策略。建立系统在不同模式下的综合效率模型,定义经济性能量管理目标,定义成本函数对混合动力系统的换挡成本进行评价。以系统综合效率和换挡成本最优设计联合优化控制策略,用自适应模拟退火算法进行求解,同时优化变速机构挡位与转矩分配比例。结果表明：联合优化控制策略解决了系统转矩和挡位的耦合分配难题;该方法与经济性换挡规律规则相比可减少约4.84%的油耗,与初始单参数换挡规律相比可减少约14.74%的油耗;运用该方法可使混动系统的经济性有较大提升。     

串联式混合动力客车控制策略优化

混合动力客车通常包含发动机与蓄电池组两种动力源,如何对其输出功率进行分配,使系统总能耗达到最小是控制策略中需要关注的问题.针对客车行驶的特点,结合行驶工况的主客观识别,运用动态规划的方法对车辆动力系统中各部件的需求功率进行分配,并进行了系统仿真.仿真结果表明,与开关控制策略模式相比,该方法能够有效提高混合动力汽车的燃料经济性.     

基于LVQ工况识别的PHEV控制策略研究

为提高插电式混合动力汽车的燃油经济性,根据城市循环工况的特点选定了4种典型的城市工况,采用学习向量量化(LVQ)神经网络识别车辆运行实时工况,并在MATLAB/Simulink平台制定了一种基于工况识别的整车控制策略.基于实例车型,在Cruise软件中建立了整车仿真模型,并在城市工况下进行仿真.仿真结果表明:所建立的控制策略能够有效识别工况信息;能够以此进行相应工作模式的切换和合理的转矩分配,且相对于传统汽车燃油经济性有明显的提高.从而验证了该控制策略的合理性和有效性.     

履带车辆动力系统发展综述

从动力源和传动系统2个方面回顾了履带车辆的动力系统。比较分析了以内燃机作为动力源的机械传动履带车辆、液力液压传动履带车辆、液力机械混合传动履带车辆和以发动机—发电机组、动力电池组共同作为动力源的混合动力源履带车辆的优缺点,并列举了各种动力系统的应用情况。介绍了混合动力源动力系统的几种较为常用的控制策略,并指出了今后履带车辆动力系统的发展趋势。     

柴油机坦克与燃气轮机坦克优劣剖析(10)

本刊从2009年第3期开始连载了《柴油机坦克与燃气轮机坦克优劣剖析》这篇长文,至本期全部刊登完毕。本文主要介绍柴油机型坦克的拥护者——俄罗斯乌拉尔运输车辆制造厂设计局专家的观点,内容十分广泛,包括了坦克的速度、动力装置的单位体积功率、坦克的单位功率与机动性、发动机燃油经济性、发动机加速性和适应性、动力装置的热工况、发动机的耐用性、动力装置的类型与可保养性、动力装置的可维修性、坦克与发动机的价格、装甲战车家族底盘的选择、坦克空中机动性、燃气轮机是否是未来坦克的动力、坦克改进升级的费效比以及坦克柴油机的未来发展等。俄罗斯专家认为在坦克业发展方向题上发生争论是不可避免的,这种争论也是坦克研制者和坦克兵的职责之一,对领导机关正确决策出台也是有益的,深切期望讨论应该有充分的论据和客观文献的有力支撑,本刊发表此文的初衷正在于此。     

锂离子电池SOC估计方法的比较

新一代混合动力特种车辆直流母线电压高达900 V,由多个单体电池串联或并联组成电池组,由于电池单体之间存在着不一致性,往往使得电池组寿命要低于电池单体寿命几倍甚至几十倍.因此需要对整个电池组进行均衡管理,而均衡管理最关键的因素是检测每个电池单体的荷电状态(SOC).对现有的9种SOC估计方法进行了分析比较,提出了将安培积分法和开路电压法相结合来估算SOC,同时考虑温度、电池老化和充放电效率的影响.此方法简单、可靠,可以在线实时观测,符合特种车辆的要求.     

重型自动机械变速车辆换挡序列优化

重型车辆在动力性和燃油经济性上有较大的提升空间。分析了配备自动机械变速器（AMT）的重型车辆换挡动力中断特性,在此基础上建立了AMT重型车辆整车模型,并利用动态规划（DP）求解出重型车辆在确定道路下的最优综合性能换挡序列。计算对比原有换挡规律和DP决策下的车辆运行性能,仿真结果表明,通过调整运行耗时和燃油消耗量的加权因子,可以获得兼备动力性和燃油经济性的综合性能最优换挡序列,在保证AMT重型车辆动力性的前提下改善了燃油经济性,对AMT重型车辆的自动控制具有指导意义。     

它世界

坦克也"混合动力"BAE系统公司为满足美国陆军地面战车项目需求,推出了混合动力电传动车辆方案。该车基于BAE系统公司为美国原"未来战斗系统"(FCS)的"非瞄准线火炮"开发的混合动力电传动系统,并对电源和电子控制系统进行了改进,提高了可靠性。BAE系统公司的混合动力电传动系统不仅有效解决了机动性的问题,还具有足够的功率和内置冷却系统,便于未来采用耗电量更大的电装甲或激光武器等新装备。与传统机械传动系统     

串联式混合动力车辆发电机组协调控制策略

串联式混合动力车辆在大功率加载过程中存在发动机超载灭车的问题。为实现机组平顺调节,分析发动机-发电机组在调节过程中失稳的原因,提出一种新型发动机-发电机组协调控制策略,优化机组的协调方法,减小机组动态调节过程中系统的能量损耗,改善车载综合电力系统母线的电能质量。硬件在环仿真实验结果表明：相比传统的控制策略,新型策略可以实现动态调节过程最小能量损耗,平抑直流母线电压波动,协助发动机-发电机组更好地执行整车能量管理策略。