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.     

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.     

并联式混合动力客车AMT换挡过程分析及其验证

提出了一种混合动力汽车的AMT挡位控制方法,根据城市公交客车的车速-时间历史统计信息制定一组道路工况,针对每一种道路工况制定相应的优化控制参数;在车辆行驶过程中自动采集行驶参数判断对应的道路工况,并由整车控制器采取相应的优化控制参数及能量分配模式,优化调整车辆电机和发动机的扭矩输出及能量回收。对客车能源进行合理分配,不仅满足了整车的动力性,还有效减少了燃油的消耗和污染物的排放,提高了燃油经济性。     

基于遗传算法的混合动力客车驱动模式切换优化

混合动力客车城市公交客车因其具有两个动力源参与驱动,使得驱动模式的切换控制成为了整车控制策略的核心,不仅影响整车的燃油经济性和排放性,更是影响了整车的驾驶舒适性。应用高级模拟分析软件AVL CRUISE,联合Matlab/Simulink,搭建整车动态仿真模型。基于换挡规律的思想,调整驱动模式切换时的限值,使得整车驱动模式能够流畅切换。运用遗传算法,以等效百公里油耗量为目标,针对欧洲和中国的城市公交循环工况对影响驱动模式切换的控制参数进行优化,进一步改善了整车的燃油经济性能。     

基于规则修正的同轴并联混合动力客车瞬时优化能量分配策略

同轴并联混合动力客车因其动力总成构型较传统构型改动小、能量传递效率高且易于实现多模式运行而在公交客车领域得到广泛的应用。应对复杂瞬变的公交工况,如何设计高效的能量分配策略实现混合动力客车的高效节能已成为近期的研究热点。针对同轴并联构型混合动力客车建立逆向仿真模型,在分别对规则式能量分配策略和瞬时优化分配策略分析的基础上,考虑发动机切入/退出动力系统时机对于整车燃油经济性的影响,提出一种基于规则修正的瞬时优化能量分配算法。将发动机切入/退出判定引入到瞬时优化算法中,并对该策略进行仿真与道路试验验证。实车验证结果表明所提出的策略能够提升节油率约5%,是一种具有实际应用前景的并联混合动力客车能量管理方法。     

混合动力电动车的机电偶合新方案及其工作模式分析

针对现有混合动力电动汽车(HEV)混联式动力总成的不足，探讨并提出了一种机电拓扑布局简便实用、便于在多种工作模式间快速频繁切换、适合采用先进的优化控制策略及满足轻、中、重各型HEV使用要求的混联式动力总成机电偶合新方案，并对其各种工作模式及适应工况进行了分析。     

增程式公交车动力系统设计及实例化研究

基于城市公交客车行驶特性的分析,对增程式城市公交客车动力系统进行了方案设计,并对动力总成零部件（增程器、驱动电机、动力电池组）进行了选型计算。结合增程式动力系统特点,开发了利用增程器延长续驶里程的增程式城市公交客车。在公交工况下对整车进行了组装试验,通过各项分析验证了增程式城市公交客车的节能与环保的特点,该动力系统可以满足整车预设的动力性和经济性要求。     

基于城市循环工况的混合动力客车经济性仿真及试验研究

混合动力客车的传动结构、动力系统参数匹配、能量管理和换挡策略是影响混合动力客车经济性的重要因素.同时,具有不同特点的城市循环工况等也会直接影响整车经济性能的评价.本文开发了上海城市道路循环工况,以申沃SWB6116HEV型客车为平台,利用Cruise软件建立混合动力客车整个模型,针对上海市和曼哈顿道路循环工况进行模拟仿真分析,并通过城市循环工况的道路实车实验进行了对比和验证.仿真和试验结果表明,混合动力客车的经济性得到有效的改善.     

基于Cruise的PHEV动力总成集成控制研究

针对目前PHEV动力总成系统各部件协调控制的不足,对混合动力汽车多能源动力总成的集成控制进行了研究,提出了一种动力总成部件的系统集成控制方法。依据发动机、电机、蓄电池、动力耦合器等各部件电控单元ECU的属性及特点,构建了动力总成各主要部件ECU的模型,以此为基础搭建了集成系统的协调框架,利用系统ECU实时监测各动力部件ECU的工作状态和环境状态,结合逻辑门限阈值控制和状态流程图,判断总成系统的工作模式,并在Matlab/Simulink和Cruise环境下进行了控制策略的联合仿真验证。研究结果表明,PHEV动力总成的集成控制策略具有良好的控制效果,有效适应了外界工况的变化,改善了发动机的工作点并且降低了燃油消耗,解决了总成各部件的动力匹配与协调控制问题。     

一种具有主副箱结构的混合动力系统及仿真分析

以提高混合动力城市客车燃油经济性为目标,解决换挡过程中的动力中断问题,提出了一种带有副箱的新型混合动力系统。对原有车型重新进行电机、发动机等关键部件的参数匹配,介绍了混合动力变速装置具体的换挡过程。在Matlab/Simulink环境下,对电动汽车仿真软件ADVISOR进行二次开发,构建并联式混合动力城市客车整车模型,并与原型客车进行仿真对比分析;采用AMEsim软件对新型混合动力系统建模,进行换挡品质仿真分析。仿真结果表明,提出的新型混合动力变速系统在C-WTVC和UDDS工况下燃油消耗率降低均超过18%,动力性符合设计要求,换挡过程较为平顺,冲击度较小,并且实现了无动力中断换挡。     

混合动力汽车控制策略的研究现状及其发展趋势

对混合动力汽车的结构型式进行分类,HEV的动力系统基本可分为串联式、并联式和混联式3种,对并联型和串联型混合动力汽车控制策略研究现状进行分析。混联式混合动力系统结合了串联式和并联式两种结构的优点,使得能量流动的控制和能量消耗的优化具有更大的灵活性和可能性,并对混联式结构的几种控制方案进行了分析。指出混合动力汽车的控制策略不十分完善,需要进一步优化。控制策略不仅仅要实现整车最佳的燃油经济性,而且还要兼顾发动机排放、蓄电池寿命、驾驶性能、各部件可靠性及整车成本等多方面要求,并针对混合动力汽车各部件的特性和汽车的运行工况,使发动机、电动机、蓄电池和传动系统实现最佳匹配,兼顾上述各方面要求的优化控制策略的研究应是今后的研究重点。     

武汉城市公交车工况测定及分析

通过简要分析,提出武汉城市公交车工况测定对于“EQ6100HEV混合动力城市公交车”项目研究具有必要性。进一步通过介绍目前国内外广泛应用的城市公交车工况,以及武汉城市公交车工况测定数据及相关分析,总结出武汉城市公交车工况相关特性;同时提出为了评价及优化混合动力城市公交车性能,须根据具体公交车工况特点,制定混合动力公交车国家、企业评价规范。     

一种新型混合动力总成的开发与应用

项目开发的系统为混联式驱动结构,双电机模式,混合程度深,更加适合复杂的城市工况;电机功率大,起步快,加速快;制动能量回收率高,节油潜力大。经过装车运行,试验结果证明系统的可靠性和先进性。     

Plug-in单轴并联式混合动力城市公交控制策略研究

在人类面对能源危机与环境污染双重压力的今天,混合动力电动汽车因其集合了传统汽车续驶里程长和电动汽车低排放的优点,很好地缓解了人类的危机.混合动力电动汽车的节油能力以及排放性能主要取决于它的类型和整车的控制策略.文中主要是介绍一种Plug-in单轴并联式混合动力城市公交的控制策略.     

串联式混合动力城市客车动力系统研究

基于某一公交线路运营试验和车辆运行数据,对串联式混合动力城市公交车WG6120HD各项行驶参数进行了对比分析,得出了城市公交混合动力系统的工作特点。针对该公交线路,采用线路能量平衡和发动机动态功率跟随控制策略来满足线路总能量需求和车辆瞬态功率供给的要求。该策略将能量和功率分开管理,并通过动态耦合,有效协调了公交车功率配置高和平均需求功率低之间的矛盾。运营试验表明：该混合动力系统运行可靠,控制策略合理有效。
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新型功率分流式混合动力传动系统工作模式分析与参数设计

提出一种基于金属带式无级变速传动(Continuously variable transmission, CVT)与行星齿轮机构的新型功率分流式混合动力汽车动力传动系统方案,分析该系统所具有的各种工作模式,并针对长安某车型参数完成了动力系统和传动系的参数匹配设计.在MatLab/Simulink环境下建立基于该系统的整车性能仿真模型,进行整车动力性能及UDDS/10～15循环工况下的燃油经济性仿真计算分析,结果表明所提出的新型混合动力传动系统百公里加速时间仅为9.65 s,UDDS和10～15循环工况下的等效百公里油耗分别为4.32、3.74 L.     

四轮驱动混合动力轿车驱动模式切换控制

混合动力汽车存在多种驱动模式,模式切换过程中相关动力源输出转矩的协调控制对车辆动力性及驾驶性能有重要影响。以四轮驱动混合动力轿车为研究对象,针对其在驱动过程中的模式切换可能导致的驾驶性能变差问题,重点考察纯电动向四轮混合驱动模式的切换过程,考虑动力耦合过程发动机和轮毂电机间动态特性的差异,设计出无扰动模式切换控制策略。在Matlab/Simulink/SimDriveline软件平台上建立四轮驱动混合动力轿车前向仿真模型,对模式切换控制策略的性能进行模拟。仿真和实车试验结果表明:所设计的模式切换控制策略可保证模式切换过程中的动力传递平稳性,有效地抑制了因动力耦合所造成的纵向冲击,在满足驾驶员需求转矩的前提下,提高了四轮驱动混合动力轿车的驾驶性能。     

汽车混合动力传动的能量流动与比较

本文分析了混合动力电动汽车 (HEV)串联、并联和混联等动力传动型式的能量流动原理 ,得到了串联、并联和混联的特征能量流动方式。还从控制策略和适用运行工况等方面对这几种动力传动型式进行了全面的比较。这些为 HEV方案的选择提供了依据     

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     

City-Bus-Route Demand-based Efficient Coupling Driving Control for Parallel Plug-in Hybrid Electric Bus

Recently,plug?in hybrid electric bus has been one of the energy?e cient solutions for urban transportation. However,the current vehicle e ciency is far from optimum,because the unpredicted external driving conditions are di cult to be obtained in advance. How to further explore its fuel?saving potential under the complicated city bus driving cycles through an e cient control strategy is still a hot research issue in both academic and engineering area. To realize an e cient coupling driving operation of the hybrid powertrain,a novel coupling driving control strategy for plug?in hybrid electric bus is presented. Combined with the typical feature of a city?bus?route,the fuzzy logic inference is employed to quantify the driving intention,and then to determine the coupling driving mode and the gear?shifting strategy. Considering the response deviation problem in the execution layer,an adaptive robust controller for electric machine is designed to respond to the transient torque demand,and instantaneously compensate the response delay and the engine torque fluctuation. The simulations and hard?in?loop tests with the actual data of two typical driving conditions from the real?world city?bus?route are carried out,and the results demonstrate that the pro?posed method could guarantee the hybrid powertrain to track the actual torque demand with 10.4% fuel economy improvement. The optimal fuel economy can be obtained through the optimal combination of working modes. The fuel economy of plug?in hybrid electric bus can be significantly improved by the proposed control scheme without loss of drivability.