混联式混合动力电动汽车动力系统能量控制策略瞬时优化方法

综合考虑发动机、发电机和电动机效率,提出了混联式混合动力电动汽车动力系统能量控制策略的瞬时优化方法。运用ADVISOR软件建立了混联式混合动力电动汽车动力系统能量控制策略瞬时优化控制器。在行驶工况条件下,对发动机、电动机和发电机功率进行了基于能量利用率的瞬时优化仿真分配。仿真结果表明,与ADVISOR的控制策略相比,能按行驶工况有效地调节混合动力电动汽车各动力的分配,使之具有较高能量利用率。     

一种混联式HEV瞬时优化监控策略的研究

以一种新型混联式混合动力电动汽车为具体对象，研究以瞬时等效燃油经济性为优化目标的能量管理监控策略。通过基于混合动力电动汽车整车及动力总成相关数学模型所建立的MATLAB／Simulink仿真优化平台，搜寻出了全部转速一转矩需求条件下动力总成各元件的理想能量分配及相应挡位，以MAP图的形式存储于车载监控器中。监控器根据混合动力电动汽车荷电保持的设计要求，按瞬时工况调用这些MAP图，以简单查表计算方式对理想值实时地作适当修正和调整。监控策略的有效性、实时性通过若干典型行驶工况仿真及实车应用得以证实，展现出良好的实用价值。     

实际路况下PHEV等效油耗降低策略研究

基于实际道路运行工况对能量管理控制策略进行优化，以降低PHEV实际道路运行能耗。开展了车载试验获取车辆道路行驶瞬时车速等，应用主成分分析、聚类分析构建出反映轻型车实际道路运行特点的典型工况，涵盖市区、市郊、高速，作为车辆性能仿真与优化计算工况。设计了电机对内燃机动力进行补偿、使内燃机尽可能工作在高热效率区，与延长CD阶段行驶里程的能量管理控制策略。以CD阶段发动机启停扭矩、CS阶段发动机启停扭矩、进入CS阶段SOC值、纯电动最高车速、主减速比作为PHEV能量管理控制策略优化参数，应用多岛遗传算法进行优化计算，得出参数优化值。计算出优化后的PHEV在构建的典型工况下运行等效综合油耗相比优化前降低了6.02%。     

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。     

基于遗传算法的汽车行驶平顺性优化仿真

为了探讨遗传算法应用于汽车行驶平顺性仿真的可行性,以1/4汽车两自由度振动模型为对象,建立了汽车行驶平顺性优化仿真模型,运用遗传算法对该优化仿真模型进行了求解.优化前后汽车行驶平顺性指标的对比结果表明,遗传算法用于汽车行驶平顺性优化仿真取得了较好的效果,可以进一步应用于基于高自由度汽车振动模型的汽车行驶平顺性仿真优化问题中.     

基于遗传算法和仿真分析的混合装配线平衡问题研究

为兼顾混合装配线平均负荷平衡和瞬时负荷平衡,提出了一种综合运用遗传算法和仿真分析的混合装配线平衡问题的求解方法.首先,基于综合作业顺序图和多品种产品在每个作业任务上的平均作业时间,采用遗传算法求解混合装配线平衡问题,其优化目标是均衡各工作站平均作业时间;然后,对遗传算法求解的一组较优解,从瞬时负荷平衡方面进行仿真分析,其优化目标是最大化各工作站利用率;最后,综合两个优化目标确定混合装配线平衡问题的最优解.通过算例分析,验证了求解方法的有效性.     

基于GA-ECMS电机转矩优化的混合动力系统协调控制

在保证经济性的前提下,以提高驱动工况中混合动力系统的模式切换控制品质为研究目的,构建一种基于GA-ECMS电机转矩优化的协调控制策略。基于等效燃油消耗最小策略(Equivalent fuel comsumption minimization strategy,ECMS)获得混合动力系统各个模式下的优化转矩控制策略以及各个模式下的价值量,并根据各个模式下的价值量获得模式切换的边界曲线。然后在此基础上,进而引入驱动电机的转矩系数为控制变量,以电池荷电状态(State of charge,SOC)为状态量,整车的冲击度为价值量构建目标函数,采用遗传算法(Geneticalgorithm,GA)进行优化,获得基于电机转矩系数优化的协调控制策略。在Matlab/Simulink的仿真平台上建立整车仿真模型,采用NEDC和HWFET高速工况的综合工况进行仿真验证,结果表明在NEDC工况下,最大冲击度从19.45 m·s~(-3),降低至10.96 m·s~(-3),降低了43.65%;在HWFET工况下,最大冲击度10.692 m·s~(-3),降低至5.869 m·s~(-3),降低了45.11%,同时也开展模式切换瞬时冲击度和整车经济性验证。通过以D2P系统为核心的硬件在环试验进一步以福州实际行驶工况进行验证。根据试验结果说明采用所制定的基于转矩优化协调控制策略相比于无协调控制能有效地降低冲击度,提高模式切换品质,并具有良好的整车经济性。     

基于模糊修正的重型AT车辆坡道换挡策略研究

以某重型AT车辆为研究对象,基于已有的传统换挡规律,在分析坡道换挡问题的基础上,充分考虑驾驶员意图,选取多个控制参数,制定了车辆在坡道行驶工况下的模糊修正换挡策略。根据样车参数建立了整车换挡仿真模型并进行了连续坡道工况仿真,最后进行了实车道路试验。仿真结果和试验结果均表明:所设计的坡道模糊修正换挡策略有效地解决了传统换挡策略引起的坡道换挡问题,较好地满足了AT车辆的行驶要求。     

隔膜蓄能器瞬时流量仿真及试验

针对隔膜蓄能器提供较大瞬时流量以稳定系统压力的功用,以电控柴油机液压伺服系统隔膜蓄能器为研究对象,搭建了瞬时流量测试平台,建立了数学模型。基于AMESim软件平台建立了瞬时流量特性仿真模型进行仿真,并在测试系统上进行了瞬时流量试验,仿真与试验结果基本吻合。最后分析了蓄能器关键参数对瞬时流量特性的影响,其结果对于电控柴油机液压伺服系统的设计具有一定的指导意义。     

基于ADVISOR的电动拖拉机驱动系统仿真

基于电动拖拉机牵引作业的特点,建立了电动拖拉机行驶平衡方程式及传动系统各部件的数学模型.基于ADVISOR软件建立了电动拖拉机仿真模型及变速箱模糊控制策略,开发了电动拖拉机仿真系统.以某型号电动拖拉机为研究时象,分别以运输循环工况和犁耕循环工况为输入,对电动拖拉机驱动系统进行仿真研究.仿真结果表明:随着作业负荷和行驶速度的变化,电动拖拉机驱动转矩、蓄电池电流和电压也相应地变化;蓄电池电量消耗跟作业负荷和行驶速度有关,随着作业负荷和行驶速度的增大,电池所剩容量(Soc)下降加快;电动拖拉机具有较强的抗过载能力,正常作业时能够承受的最大突加载荷可达到额定载荷的1.6倍;并且还具有良好的自适应负载能力,当作业负荷在一定范围内增加时,降低作业速度,电动拖拉机仍能继续作业.     

Evaluation of regenerative braking based on single-pedal control for electric vehicles

More than 25% of vehicle kinetic energy can be recycled under urban driving cycles. A single-pedal control strategy for regenerative braking is proposed to further enhance energy efficiency. Acceleration and deceleration are controlled by a single pedal, which alleviates driving intensity and prompts energy recovery. Regenerative braking is theoretically analyzed based on the construction of the single-pedal system, vehicle braking dynamics, and energy conservation law. The single-pedal control strategy is developed by considering daily driving conditions, and a single-pedal simulation model is established. Typical driving cycles are simulated to verify the effectiveness of the single-pedal control strategy. A dynamometer test is conducted to confirm the validity of the simulation model. Results show that using the single-pedal control strategy for electric vehicles can effectively improve the energy recovery rate and extend the driving range under the premise of ensuring safety while braking. The study lays a technical foundation for the optimization of regenerative braking systems and development of single-pedal control systems, which are conducive to the promotion and popularization of electric vehicles.     

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。     

融合动态能耗与路网信息的电动汽车充电路径规划策略

针对电动汽车续驶里程短的问题，以电动汽车为研究对象，基于“车路网”智能系统建立了道路拓扑模型、阻抗评价模型以及整车能耗模型，分别以电动汽车行驶时间最优、能耗最优和综合最优为目标，运用A*算法对电动汽车进行了充电路径规划。以福州市区交通为实例，采集了各路段主要行驶工况数据，将规划路段与行驶工况数据匹配用于车辆行驶时间和能耗的预测，并结合充电等待时间计算各目标阻抗成本。研究结果表明：所提出的充电路径规划策略能够根据驾驶员的不同需求分别规划出考虑时间、能耗以及综合最优的充电路径。     

基于动态分时电价的电动汽车有序充放电研究

大规模电动汽车随机无序充电将对电网安全运行带来巨大挑战,诸如增大负荷峰谷差、加大运营成本、增加谐波污染等。该文在考虑电动汽车充放电功率约束、电池容量约束的前提下,基于动态分时电价制度,建立电动汽车多目标优化调度模型,以降低电网负荷峰谷差率和用户充电成本,并采用改进学习因子与惯性权重的粒子群优化算法对模型进行求解。仿真结果表明,基于动态分时电价的调度策略比固定电价下优化效果更优,能够更好地减小系统负荷峰谷差率,提高负荷率,增加电力设备的利用率,降低电动汽车充电成本。     

基于等效油耗最小的四驱混合动力汽车能量管理

提出了一种基于遗传算法优化的四驱混合动力汽车等效油耗最小控制策略。针对四驱混合动力的特点,建立了整车动力学模型,设计了基于等效油耗最小的瞬时能量管理优化策略。为进一步提高四驱混合动力汽车的燃油经济性,采用遗传算法优化了等效油耗最小策略的关键参数。硬件在环仿真结果表明,基于遗传算法优化的等效油耗最小策略可以实现整车能量优化管理,与基于规则的能量管理策略相比,其在典型工况下的平均燃油经济性高8.94%,比优化前的等效油耗最小策略的燃油经济性高2.68%。     

一类微扑翼驱动机构的双重建模与仿真

微扑翼飞行器是一个多学科交叉的研究领域，驱动机构的设计与制作是其中的关键环节。针对单曲柄双摇杆类型的驱动机构，首先建立了其相关参数的数学模型，然后用Visual C＋＋等软件开发了驱动机构设计计算模块。最后在ADAMS环境下建立了此类型驱动机构的仿真模型，并进行了运动学仿真，所得参数曲线与相应的数学模型曲线完全一致，验证了参数数学建模的正确性。本文工作为同类型驱动机构的设计与优化提供了理论基础，对其他类型的驱动机构也有很好的借鉴意义。     

基于模糊控制的电动汽车前后制动力分配策略研究

为提高纯电动汽车的再生制动能量回收率,在分析基于理想制动力曲线和基于ECE法规的电动汽车前后轮制动力分配控制策略的基础上,根据制动强度和储能元件荷电状态的大小,提出了一种基于模糊逻辑的前后轮制动力分配控制策略,以实现制动能量的高效回收利用和良好的汽车制动稳定性。对该控制策略在电动汽车仿真软件ADVISOR2002下进行了仿真,仿真结果表明,该制动力分配控制策略提高了再生制动能量的回收率,同时也能改善汽车的制动稳定性。     

多轴特种混动车辆工况自适应驱动力分配控制

针对多轴电子驱动桥式特种混合动力车辆,提出基于工况自适应识别算法的驱动力协调分配控制策略。基于C-WTVC以及WUVSUB车辆标准行驶循环工况划分运动学片段,利用聚类分析的方法对车辆行驶工况分类,并基于简化的神经网络算法建立车辆行驶工况在线识别机制;基于工况识别结果提出工况自适应驱动力预分配控制策略,包括平均分配、动力性分配及经济性分配,其中经济性分配系数基于系统效率最优进行解算;在驱动力预分配的基础上,基于多轴车辆动力源冗余配置的特点,提出驱动力失效分配控制策略,保障车辆在故障状态下仍具备一定的行驶能力;最后通过仿真测试验证了驱动力协调分配控制策略的有效性。仿真结果表明:所提策略能够有效保证车辆在动力源失效状态下的动力性能,提高了车辆运行可靠性。     

DEVELOPMENT OF THE ENERGY MANAGEMENT STRATEGY FOR PARALLEL HYBRID ELECTRIC URBAN BUSES

A novel parallel hybrid electrical urban bus （PHEUB） configuration consisting of an extra one-way clutch and an automatic mechanical transmission （AMT） is taken as the study subject. An energy management strategy combining a logic threshold approach and an instantaneous optimization algorithm is proposed for the investigated PHEUB. The objective of the energy management strategy is to achieve acceptable vehicle performance and drivability requirements while simultaneously maximizing the engine fuel consumption and maintaining the battery state of charge in its operation range at all times. Under the environment of Matlab/Simulink, a computer simulation model for the PHEUB is constructed by using the model building method combining theoretical analysis and bench test data. Simulation and experiment results for China Typical Bus Driving Schedule at Urban District （CTBDS_UD） are obtained, and the results indicate that the proposed control strategy not only controls the hybrid system efficiently but also improves the fuel economy significantly.     

电动车用电机式主动稳定杆多模式控制策略研究

电动车在行驶过程中,路面及车身等情况不断变化,为了兼顾车辆在不同行驶工况下的行驶平顺性及侧倾稳定性,针对电机式主动稳定杆系统提出了三种工作模式,控制器根据车身的状态信号选择合适的工作模式。基于MATLAB/Simulink,建立了14自由度整车模型和电机式主动稳定杆模型,在多种工况下进行了仿真分析。仿真结果表明：电机式主动稳定杆系统根据不同的外部条件或行驶工况选择合适的工作模式,能有效提高车辆的侧倾稳定性与行驶平顺性。