液压混合动力车辆提高燃油经济性的主要措施

（1）制动能量回收。传统车辆在减速或者制动时,大部分的动能都以制动蹄片的摩擦、发动机的机械摩擦、泵损失等形式消耗掉了。液压混合动力车辆采用液压二次元件（液压泵/马达）,结合二次调节技术可以回收车辆的绝大部分动能（70%）。而且,制动能量回收的多少与储能装置容量的大小有关。     

功率分流式混合动力汽车分析及能量管理策略研究

分析了一种功率分流式行星齿轮机构,双行星齿轮的应用使得发动机的转速和转矩与车速以及整车需求转矩解耦,通过控制两个电机使发动机的转速和转矩处于最优曲线上,能够显著提高发动机的效率。针对该种功率分流机构的工作模式进行了分析与比较,建立了不同工作模式下的运动学方程,并在此基础上制定了工作模式切换逻辑。此外,考虑到发动机的运行工况对整车的燃油经济性具有很大影响,建立了以发动机为中心的逻辑门限能量管理策略,并进行Matlab和AMESim联合仿真。仿真结果表明,该策略能够保证发动机运行在最优曲线上,具有较好的燃油经济性。     

重型商用车辆质量估计算法研究

为精确估计重型卡车在预见性巡航控制过程中的质量,以车辆纵向动力学模型为基础,提出了车辆质量估计算法。利用卡尔曼滤波算法对发动机输出轴扭矩进行估计,并将其作为车辆质量估计算法的输入,基于递推最小二乘法对车辆质量进行了估计;对利用MATLAB/Simulink搭建的质量估计模型进行了C代码生成,并嵌入开发板中;最后对所提车辆质量估计算法进行了空载、1/3负载、满载实车道路试验。试验结果表明:所提算法在满载时的最大误差为8.87%,在1/3负载时的最大误差为7.43%,在空载时的最大误差为4.40%,能够满足车辆在预见性巡航控制过程中10%范围内的质量估计误差要求,对车辆行驶的稳定性与安全性具有重要作用。     

基于新型改进遗传算法的混合动力客车高效制动能量回收预测控制策略研究

制动能量回收是提升混合动力客车燃油经济性的核心技术之一。然而基于传统客车机械制动系统与制动能量回收系统集成的混合制动系统,在多种复杂市区、郊区甚至极限工况下,如何通过合理分配再生制动力矩和摩擦机械制动力矩,保证整车稳定性和经济性均衡最优,仍为新能源汽车领域亟待解决的难题。为此,提出一种基于新型改进遗传算法的混合动力客车高效制动能量回收控制策略。结合混合制动系统结构与动力学特性,搭建7自由度整车纵向动力学模型;考虑轮胎在临界稳定区域的高度非线性以及制动过程中稳定性、经济性等性能要求的多目标特性,采用遗传算法对有限时域内的前后轴机械制动力矩及电机制动力矩的最优分配问题进行预测求解,并采取滚动优化策略实现整个制动过程的最优控制,同时为了防止在预测域内收敛于局部最优解,设计多子种群各自迭代并组合优化的方法对遗传算法进行改进;基于多维表格和最近点的方法对该控制策略进行实时化处理,并完成仿真与硬件在环试验。试验结果表明提出策略在保证整车稳定性的同时,较实车控制器中采用的规则式控制策略,提升15%的制动能量回收率。     

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。     

四模无级变速混合动力客车能量管理模糊控制策略研究

提出一种新型的重型车四模混合动力系统,通过行星齿轮耦合机构实现无级变速.根据系统4个主要运行模式的特点以及发动机、2个驱动/发电的工作特性,提出了模糊逻辑控制策略,并设计模糊逻辑控制器对系统进行能量分配.选取中国典型城市公交工况进行仿真研究,结果表明该模糊控制器具有很好的鲁棒性,能维持SOC值在优化范围之内,并且可以控制发动机运行在高效率区域;同时,相对于传统客车及并联式混合动力客车有明显的燃油经济性.     

功率分流混合电动车辆模型的演算和实验论证

由于环保和效率等原因混合电动车辆(HEVS)已经具有很大的吸引力.一个典型的HEV由两个动力系统:一个是普通的动力源如一台汽油机、一台柴油机或一组燃料电池和一个电动系统(包含一台电动机和一台发电机)组成,它可能产生比普通车辆高的燃油经济性.而且,这样的车辆不需要外部充电,而在其内部存在燃料基本设施.HEV的功率分流动力系统构造的独特的HEV动力系统结构串联和并联型式的优点.但是操纵功率分流HEV动力系统要求一个完善的控制系统.设计这样的控制系统要有适当精确的HEV装置的平面模型.对于串联和并联型式的大量研究已经开发了许多动力平面模型.但一个完整的和有效的功率分流HEV动力系统的动力模型尚处于初期阶段.本文提出了在不同传动条件下可实际地和重复所有静态和瞬态现象的功率分流动力系统HEV的动力模型.首次表明了数学推导和这种平面模型和构件的表达,其次是通过计算机仿真分析、验证及性能鉴定和试验车辆在Ford公司性能道路试验实测进行比较.该模拟和实验结果的极好的吻合证实所引导的平面模型的精确性和正确性.因为该平面模型是综合用型谱方法论的系统定向子系统建立的,它很容易改变子系统的功率.开发该平面模型是用来分析和了解动力系的控制动力学,子系统和构件间的干扰以及由于工况和波动的影响的变化的系统瞬变.该平面模型也可用于车辆系统控制器的开发,能量管理战略的估价,结果的解析,编码算法的证明,及其中其他许多目的.     

氢燃料电池混合动力有轨电车的自适应瞬时等效能耗优化

城市轨道交通机车负载具有空间分布广泛、冲击性强以及强脉动宽频域变化等特性,致使传统等效氢耗最小化策略(Equivalent consumption minimization strategy, ECMS)在应用到燃料电池混合动力有轨电车的能量管理时,存在工况适应性和鲁棒性差的问题,为此提出一种等效能量因子自适应调整的瞬时优化新方法。将传统马尔科夫链扩展到多维度状态空间中,构建计及运行车速、加速度以及道路坡度时变性的三维转移概率矩阵,采用蒙特卡洛采样法获取工况序列,并进行瞬时特征参数误差分析。基于等效氢耗理论,将电车牵引制动能耗分为内部氢能源的实时燃料消耗和外部储能电源的电能消耗两部分,推导等效能量因子随锂电池荷电状态(Stateofcharge,SOC)自适应调整的数学模型,矫正电-氢能量转化的评估偏差。最后搭建300 kW有轨电车动力系统半主动式仿真平台,应用多维状态空间下的负载功率历程,对比所提策略、传统ECMS策略以及状态机策略的在线运行性能。结果表明,所提的有轨电车行驶工况构建方法瞬态误差低于1.2%,稳态误差低于0.2%,对高精度推演实际行驶场景具有广泛代表性和普适性;所提的...     

电动四驱混合动力车的功率分配策略

提出了一种可适用于电动四驱混和动力车的功率分配策略。定义了综合考虑发动机效率、ISG电机效率、后轴驱动电机效率的系统总效率的表达式,用来作为功率分配的依据;提出了包括功率需求计算、电池SOC管理、功率分配表在内的功率分配模型,用来实现基于系统总效率最大的多动力源的功率分配;建立了Simulink经济性仿真平台,通过对该功率分配策略的仿真计算表明,通过该分配策略可以明显改善车辆的经济性,因而具有较好的应用前景。     

混合动力汽车燃油经济性模型预测控制策略

为了实现对混合动力汽车实时的燃油经济性控制,提出了改进的马尔可夫模型预测控制方法。建立了混合动力汽车关键部件模型,从克服阻力和速度跟踪两个方面建立了车辆需求转矩模型,从而建立了混合动力汽车仿真模型;使用多步马尔可夫模型预测车辆状态;在模型预测控制目标函数中引入电量参考值,当电量大于参考值时使用模型预测最优控制策略,当电量低于参考值时,在目标函数中引入电量惩罚项,使用改进的模型预测控制策略。经仿真验证,在新欧洲行驶工况下,马尔可夫模型预测控制比恒值预测控制的油耗减少了4.27%,比规则能量管理策略减少了4.99%;在中国城市工况下,马尔科夫模型预测控制比恒值预测控制的油耗减少了8.32%,比规则能量管理策略减少了13.16%。     

重度混合动力汽车油耗和排放多目标实时最优控制

混合动力汽车在模式切换过程中发动机频繁起停造成三元催化器温度下降,催化效率降低,排放恶化。以重度混合动力汽车在NEDC循环工况下的燃油消耗与三元催化器出口处的HC/CO排放为多目标优化函数,依据庞特里亚金极小值原理,建立包含蓄电池荷电状态和三元催化器温度两个状态变量的目标泛函并对其求极值,得到最优控制策略。在此基础之上,将制动、停机工况的控制策略进行简化,以分析比较有、无发动机起停最优控制对整车油耗和排放的影响。基于Matlab/Simulink仿真平台建立整车动力学仿真模型,对得到的最优控制策略进行仿真验证,并与规则控制策略进行比较。结果表明,上述方法能对发动机起停进行优化控制以显著加快三元催化器起燃,整车燃油经济性和三元催化器出口处的排放也得到全局优化,相对于规则控制,Pareto解集各项指标均有明显改善。     

从功率流分配探讨混合电动汽车控制策略

介绍了混合动力电动汽车的功率流分配关系以及串联式混合电动汽车的工作模式，讨论了功率分配当中的约束情况，分析了几种控制方式，并提出了复合控制策略。     

液压混合动力矿用卡车系统参数多目标优化研究

以液压混合动力矿用卡车为研究对象,综合考虑能量管理控制参数与传动系参数对燃油经济性和小型化目标的影响。选取能量管理控制参数与传动系参数为优化变量,以矿用卡车的动力性能为约束条件,建立燃油经济性和小型化为目标的多目标优化评价方法。选取NSGA-II算法对混合动力系统进行多目标的优化。结果表明：在满足动力性约束的基础上,优化后等效百公里油耗下降了14.86%,爬坡度上升了12.39%。该多目标优化方法的收敛性和分布性较好,得到的pareto解集能够给液压混合动力矿用卡车的设计提供更多的方案进行选择,体现了基于NSGA-II算法的多目标优化的优势。     

车用功率分流式液压混合动力系统特性研究

基于液压机械传动,提出了一种分速汇矩式液压混合动力传动系统.通过对系统的布置结构、主要组成元件描述及工作机理分析,研究典型工况功率流特性,提出了可行的再生制动方案.分析了再生制动和辅助驱动工况的工作特性.并结合计算机仿真,基于一定城市运行工况分析了系统的再生制动效能和辅助驱动性能.结果表明,液压混合动力技术改善了配备液...