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。     

基于模糊逻辑控制的燃料电池混合动力汽车能量管理策略究

随着环境问题和能源紧缺问题的日益严重,燃料电池混合动力汽车（FCHEV）作为一种可持续和高效的交通工具逐渐受到关注。能量管理策略是FCHEV设计和开发中的重要内容之一,其性能很大程度上影响车辆的动力性和经济性。以非插电式燃料电池/动力电池混合动力汽车为研究对象,提出一种基于模糊逻辑控制（FLC）的能量管理策略,以改善车辆运行的燃料经济性,同时使动力电池荷电状态尽可能维持在初始水平。首先,在Matlab中建立燃料电池混合动力汽车后向仿真模型,作为能量管理策略研究的仿真平台;其次,以车辆运行需求功率、动力电池荷电状态和燃料电池输出功率为关键变量,在确保满足车辆运行功率需求的前提下,以减少氢耗和维持动力电池荷电状态为原则,进行模糊规则设计;最后,分别将所提策略和功率跟随策略在新欧洲驾驶循环（NEDC）下进行仿真实验。仿真结果表明,与功率跟随策略相比,所提出的基于模糊逻辑控制的能量管理策略使车辆运行燃料经济性提高了17.13%,动力电池荷电状态维持能力提高了68.72%,同时,燃料电池启停次数减少,燃料电池性能衰退也随之减少,验证了所提策略的有效性。     

等效因子离散全局优化的等效燃油瞬时消耗最小策略能量管理策略*

以一款混联插电式混合动力汽车(Plug-in hybrid electric vehicle, PHEV)的燃油经济性为研究目标,为改善以等效因子为核心的等效燃油瞬时消耗最小策略(Equivalent fuel consumption minimization strategy, ECMS)的控制效果,考虑电池荷电状态(State of charge, SOC)、等效因子与燃油消耗的关系,构建等效因子全局优化模型;利用遗传算法离线优化一定工况下的等效因子S,得到不同电消耗续航行驶里程与电池SOC初始值的最佳等效因子MAP图,建立基于等效因子优化的ECMS能量管理策略,并考虑动力电池、电动机等部件的效率,获得最佳等效因子下的发动机、ISG电机、驱动电机的功率分配,并进 行仿真与硬件在环试验,其中仿真结果表明,与未优化的等效因子相比,燃油经济性提高20.81%,硬件在环试验结果与 仿真结果基本一致,表明所制定能量管理策略的有效性和可行性,进而为解决不同的行驶里程PHEV功率分配策略提供理论基础。     

基于最优功率分配因子的插电式混合动力汽车实时能量管理策略研究

插电式混合动力汽车兼顾传统混合动力汽车和纯电动汽车的优点,即具有较长的续驶里程又具有较好的燃油经济性,插电式混合动力汽车的实时能量管理策略是发挥节能潜力的关键技术。为解决具有手动行驶模式选择功能的P2构型插电式混合动力汽车的能量管理实时优化问题,定义发动机和电机功率分配因子,在任何SOC下从电量消耗模式切换到电量维持模式时,提出通过功率分配因子动态调整发动机最优工作曲线获得最佳的燃油经济性的实时能量管理策略。建立功率分配因子全局优化模型,利用自适应模拟退火算法离线优化功率分配因子,研究功率分配因子和SOC对整车燃油经济性的影响规律,得到在不同SOC的最优功率分配因子控制线。从而建立基于最优功率分配因子控制线的插电式混合动力汽车实时控制能量管理策略。在多个循环工况下对比仿真分析不同SOC下的燃油经济性,结果表明基于最优功率分配因子的能量管理策略使得燃油经济性改善幅度最大可达16.99%。     

并联混合动力系统驱动控制策略研究

为解决城市公交车的最佳燃油经济性,降低排放问题,对并联混合动力汽车的动力驱动控制策略进行研究,提出一种模糊逻辑驱动控制策略。基于道路工况总的请求转矩、发动机优化转矩、电池荷电状态和电机转速等因素设计了模糊逻辑控制器。在SIMULINK中建立控制策略仿真模型,嵌入到ADVISOR软件中进行仿真比较分析。仿真结果验证了该控制策略的有效性,为解决优化发动机工作点、提高电机效率和平衡电池荷电状态的问题,提供了一个可行的解决方案。     

基于荷电状态惩罚函数的能量管理策略优化方法

为改善军用ISG混合动力车辆的燃油经济性,并有效维持动力电池荷电状态（SOC）,将惩罚函数引入传统的等效能量最小策略（EEMS）,提出了基于SOC惩罚函数的EEMS优化方法。首先对逻辑规则能量管理策略进行优化,然后在模拟越野循环工况下对优化方法进行仿真验证,最后对整车发电指标进行评价。优化后,动力源之间的转矩得到了更好的协调分配,发动机运行更加平稳,经济性得到了一定改善,稳压和稳流的效果更好。     

混联式混合动力客车能量管理实时优化算法研究

为提高新型混联式混合动力客车的燃油经济性,制定了一种功率均衡能量管理控制策略。建立动力系统模型并针对其结构特点设计了模式切换规则。通过确定各个功率需求下的电池荷电状态与发动机燃油消耗的关系,将电池功率转化为相应的油耗,以每一时刻的综合燃油消耗量最小为目标,对电池与发动机功率进行实时优化均衡控制。仿真结果表明：电池荷电状态控制在预定的区域内保持平衡,发动机运行工作点在高效区域内,且整车燃油经济性与原型客车和采用规则控制策略相比分别提高了34.18%和13.61%。     

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。     

面向公交客车应用的插电式混合动力实时优化策略研究

插电式混合动力汽车随着电功率比的逐渐提升实现了机电耦合系统的能量深度混合。然而在应对复杂瞬变的城市公交工况时,如何通过设计实时高效的能量管理策略实现插电式混合动力客车全工况能量消耗最优已成为学术界的研究热点。考虑城市公交工况路况信息对能量分配的影响以及同轴并联式系统构型的自身特点,提出等效坡道在线估计及相应的电池荷电状态(State of charge, SOC)轨线修正方法,在此基础上利用等效油耗最小策略(Equivalent consumption minimization strategy, ECMS)设计一种实时优化能量管理策略,将整条公交线路的能量需求进行合理分配,另外对发动机起停的约束条件保证了发动机的合理高效运行。仿真结果表明所提出的实时优化能量管理策略与实际中应用的规则策略相比,对整车燃油经济性的提升更为显著,且可以更好地匹配公交工况与动力系统构型。实车试验结果也验证了所提出方法的有效性。因此所提出方法为基于优化理论的实车控制策略应用提供了理论依据     

基于工况识别和动态混合度优化的控制策略

混合动力技术给液压挖掘机节能注入了新的生机,但挖掘机工况复杂,负载波动剧烈,给控制策略的制定带来极大挑战。研究了动态工作点控制策略的不足,针对液压挖掘机工况特点,提出了一种基于工况识别和动态混合度优化的并联混合动力挖掘机控制策略。该策略根据负载和电池组的荷电状态(SOC)确定当前工况下双动力源的功率组合,实现动力性能和节能效果的综合优化。试验表明,该策略克服了动态工作点控制策略的不足,优化了发动机工作点和电池SOC工作区间,较大幅度地提高了整机的燃油经济性。     

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.     

Evaluation of fuel economy for a parallel hybrid electric vehicle

In this work, the fuel economy of a parallel hybrid electric vehicle is investigated. A vehicle control algorithm which yields operating points where operational cost of HEV is minimal is suggested. The operational cost of HEV is decided considering both the cost of fossil fuel consumed by an engine and the cost of electricity consumed by an electric motor. A procedure for obtaining the operating points of minimal fuel consumption is introduced. Simulations are carried out for 3 variations of HEV and the results are compared to the fuel economy of a conventional vehicle in order to investigate the effect of hybridization. Simulation results show that HEV with the vehicle control algorithm suggested in this work has a fuel economy 45% better than the conventional vehicle if braking energy is recuperated fully by regeneration and idling of the engine is eliminated. The vehicle modification is also investigated to obtain the target fuel economy set in PNGV program.     

燃料电池汽车动力系统功率平衡控制策略

燃料电池汽车动力总成控制的主要目的是平衡各个动力总成部件如燃料电池发动机、动力蓄电池和电动机之间的功率流向和能量平衡,使车辆保持较好的动力性和经济性。依据燃料电池汽车动力系统基本拓扑结构,提出了基于DC/DC变换器电流控制方式和基于模糊决策的蓄电池恒荷电状态控制的动力系统功率平衡控制算法,在MATLAB环境中进行了离线仿真,并用快速控制原型方法进行了实车试验验证。     

基于模糊理论的SHEV发电机组控制策略研究

串联式混合动力汽车(SHEV)的发电机组的工作状态决定了SHEV的燃油经济性。为使发电机组工作时车辆具有良好的燃油经济性,提出一种模糊控制策略对发电机组的工作点进行控制,并在MATALAB/Simulink中搭建了该控制系统的仿真模型。最后将控制策略移植到整车控制器中进行了实车试验。仿真和试验结果表明,该控制策略能够控制发电机组的工作点跟随车辆需求功率在有限的高效工作点之间切换,从而使得SHEV拥有较好的燃油经济性,达到了控制目的。     

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。     

增程式混合动力洗扫车能量管理策略研究

针对传统双发动机洗扫车排放差、噪声大、污染严重的问题,采用增程式混合动力洗扫车动力系统,提出了一种稳态分配+动态协调的能量管理策略。通过稳态能量管理对工作模式进行了划分,在此基础上设计了一种基于发动机转速模糊PID+电池下垂控制的动态协调控制方法,该方法以燃油消耗量最优为控制目标,通过控制发动机动力输出和抑制充放电功率波动,从而维持电池充放电平衡,最终实现洗扫车最佳燃油经济性。仿真分析结果表明：和传统双发动机洗扫车相比,采用所设计的控制策略,发动机转速控制平稳,转场模式节油率达到17.7%,洗扫模式节油率达到37.1%,验证了控制策略的合理性。     

插电式混合动力汽车控制策略与建模

为了深入分析插电式混合动力汽车能量管理控制策略就需要建立准确的插电式混合动力汽车仿真测试模型,分析影响能量管理系统的因素。利用MATLAB/SIMULINK软件基于实验数据和理论模型相结合的方法对插电式混合动力汽车建模,根据插电式混合动力汽车传动系部件的工作特征对应建立各部件的数学模型,并建立了基于规则的能量管理控制策略对整车的动力性与经济性进行计算仿真验证,计算结果表明建立的插电式混合动力汽车仿真模型和能量管理控制策略能够有效确保发动机处于高效区域运行并改善整车燃油经济性,控制策略可靠有效。     

新型行星混联式混合动力系统匹配与优化

以一种新型行星混联式混合动力系统作为研究对象,通过对电机、离合器与发动机的协调控制,可方便地实现高低速状态下的纯电驱动、发动机直驱、混合驱动及制动能量回收4种工作模式的切换.为了评估其燃油经济性和动力性,参照国内某品牌混合动力客车性能参数,对发动机、ISG电机、发电机和双行星排齿轮机构的基本性能参数进行匹配.通过集成了...