基于车速跟踪的商用车燃油经济性建模与仿真

针对燃油经济性仿真模型仅能计算车辆在模态工况下的燃油消耗量的问题,提出了一种基于车速跟踪的燃油经济性仿真模型的建模方法。在建立车辆纵向动力学模型、驾驶意图模型和发动机与传动系统模型的基础上,利用MATLAB/Simulink搭建了商用车燃油经济性仿真模型,并以某客车为例进行了试验与仿真对比。对比结果表明：所建模型能对商用车的任意行驶工况进行较好的车速跟踪,并能对商用车在该行驶工况下的燃油消耗量进行较为准确的仿真计算。通过更改仿真模型中的相关车辆参数,可以方便快速地进行不同动力总成配置的商用车的燃油经济性仿真计算。     

并联式HEV机电耦合方案对比研究

针对并联式混合动力电动汽车研制的需要,建立了相应的动力总成数学模型,并以计算机为工具进行仿真实验,可以方便地评价车辆的性能。基于SAE2711标准,提出了混合动力电动汽车等效油耗的计算方法。以仿真平台为基础,开展了不同机电耦合方案的燃油经济性与动力学性能对比研究,为样车开发提供理论指导。     

增程式电动车参数匹配与分析

针对增程式电动车研发中动力系统的参数匹配问题,以整车动力性和续航里程为设计目标,从电驱动系统、动力电池系统、内燃式增程器系统等方面出发,设计了增程式电动车动力系统参数,并以软件AVL CRUISE为仿真平台,采用增程器恒功率控制策略搭建了整车模型,验证了所设计的增程式电动车的整车动力性和续航里程。研究结果表明,车辆的最高车速、加速性能和爬坡性能满足车辆动力性能要求;车辆在10 km/h和15 km/h匀速工况下纯电动续航里程和增程模式的续航里程也满足车辆续航里程要求。     

混合动力汽车动力性和经济性道路试验

结合混合动力汽车的特点,根据传统汽车试验标准并参考SAE J1711混合动力轿车试验方法对EQ7200HEV第一轮样车进行了道路试验。试验包括0～100 km/h加速试验、最高车速试验、最大爬坡试验及ECE15工况燃油经济性试验等。试验结果表明,试验样车可以合理、准确的实现多工况切换与控制功能,燃油经济性与基础样车比较有所提高,但需在第二轮开发时重点提高动力性、经济性方面的研究。道路试验为样车参数标定、控制策略优化及系统匹配提供了理论依据,同时对混合动力汽车试验方法进行了有益的探讨。     

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     

纯电动乘用车传动系参数设计及动力性仿真

探讨了纯电动乘用车动力传动系统参数的确定原则和方法,并根据某乘用车主机厂某型纯电动乘用车的动力传动系统结构和控制策略,提出了其动力传动系统的设计方法,在理论计算和工程分析的基础上,对其驱动电机、动力电池以及传动系统传动比进行了参数设计,并用Matlab对整车动力性和续驶里程进行了仿真研究.仿真结果表明,该纯电动乘用车的动力性能和续驶里程基本满足设计指标要求.     

基于云控系统高精度地图驱动的深度强化学习型混合动力汽车集成控制

在智能化、网联化与新能源化的发展背景下,汽车工业将联合计算机、信息通信、人工智能等领域实现融合性发展。基于新一代信息与通信技术——智能网联汽车云控系统,通过网联数据驱动的形式实现新能源汽车的云控级自动驾驶,将为车辆行驶与动力系统提供革新的规划与控制思路。首先,基于云控系统的资源平台获取目标路段的经纬度、海拔、气象信息,建立包含坡度、曲率、转角等数据在内的高精度模型。其次,提出了一种基于高精地图驱动的深度强化学习型混合动力汽车集成控制方法,通过利用两种深度强化学习算法对整车层的速度与转向以及动力系统层的发动机与变速器进行控制,实现了四种控制策略的同步学习。最后,采用高性能边缘计算设备NVIDIA Jetson AGX Xavier进行了处理器在环测试。结果表明,当变量空间涉及14种状态与4种动作时,深度强化学习型集成控制策略在全程172 km的高速工况下实现了在整车层对速度与转向的精准控制,同时取得了5.53 L/100 km的燃油经济性,并且在嵌入式处理器在环测试中仅消耗104.14 s的计算时间,有效验证了学习型多目标集成控制策略的优化性与实时性。     

OPTIMIZATION APPROACH FOR HYBRID ELECTRIC VEHICLE POWERTRAIN DESIGN

According to bench test results of fuel economy and engine emission for the real power-train system of EQ7200HEV car, a 3-D performance map oriented quasi-linear model is developed for the configuration of the powertrain components such as internal combustion engine, traction electric motor, transmission, main retarder and energy storage unit. A genetic algorithm based on optimization procedure is proposed and applied for parametric optimization of the key components by consideration of requirements of some driving cycles. Through comparison of numerical results obtained by the genetic algorithm with those by traditional optimization methods, it is shown that the present approach is quite effective and efficient in emission reduction and fuel economy for the design of the hybrid electric car powertrain.     

新型混合动力汽车工作模式分析与参数匹配设计

为降低制造成本,并实现混合动力汽车节省燃油和降低排放,提出了一种采用行星齿轮机构的新型混合动力汽车动力传动系统方案,进行了该系统方案的工作模式分析和参数匹配设计。在MATLAB/Simulink环境下利用整车动力学理论建模与关键零部件(如发动机、ISG电机、电池、变速器以及行星齿轮)数值建模相结合的方法,建立了基于该系统方案和设计参数的混合动力汽车整车性能分析模型,进行了整车动力性能和ECE_EUDC循环工况下的燃油经济性仿真计算分析。结果表明所设计的新型混合动力汽车参数设计合理,具有良好的动力性,燃油消耗较传统车下降36.8%,这为该系统方案的实施提供了理论依据。     

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.     

电动车传动系和整车质量对续驶里程的影响

电动汽车续驶里程是现阶段研究的一个重要课题。针对目前电动车续驶里程短的问题,探讨了电动车传动系机械和电器部分的参数设计原则,从车辆动力学的角度建立了比较系统的电动车动力性和续驶里程计算模型。研究了电动车传动系参数选择和整车质量对续驶里程的影响,以某一型号电动轿车为研究对象,分析计算了五挡变速器和固定速比传动系的续驶里程,并给出了计算结果。进一步的实验表明,计算结果与实验值误差不超过5%,验证了本文所建模型。表明在样车设计阶段,利用该方法进行数值分析,有一定的参考价值和指导意义。     

电动汽车的电气驱动技术及其发展研究

近年来,我国交通业的飞速发展,导致我国能源消耗危机和环境污染问题的加剧,但这也为电动汽车的诞生和汽车产业,以及能源安全和低碳经济的长足发展带来新的增长动力.为此,本文围绕电动汽车的电气驱动系统构成以及电动汽车发展的趋势进行分析,并围绕汽车行业中采用的电驱动技术进行研究,解读电动驱动系统对于新能源汽车动力总成的作用,并分...     

电动汽车动力系统参数多指标稳健设计方法

为降低行驶工况的波动对整车经济性能的影响,提出基于多因素行驶工况的动力系统部件参数多指标稳健设计方法。以工况能耗、工况续驶里程和部件成本建立综合经济性能指标函数,以电池、电机和传动系参数为控制因子,以行驶工况的关键因素作为噪声因子,建立动力系统参数稳健设计的数学模型。基于Modelica建立整车性能仿真模型,并构建工况仿真的径向基函数响应面模型。采用概率方法描述行驶工况的不确定性,制订试验设计方案对动力系统参数进行稳健设计。以EVBus进行实例计算,基于蒙特卡罗分析表明稳健设计方案的综合性能指标函数的均值及方差均得到有效改善,表明了研究方法的有效性。     

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。     

并联式混合动力汽车能量管理策略新分类与概述

针对混合动力汽车(hybrid electric vehicle,HEV)能量管理策略的分类与综述问题,对并联式HEV能量管理策略的研究现状与发展趋势进行了研究。根据能量管理策略是否使用人工智能控制方式或优化算法,对并联式HEV能量管理策略进行了横向分类和综述,纵向梳理了模糊逻辑、神经网络、动态规划与等效油耗最小原理的具体应用方式,分析了多智能体系统应用于HEV能量管理优化控制的可行性和优势。研究结果表明,智能优化控制型能量管理策略是解决HEV量管理问题的有效途径,而智能优化控制方法和驾驶工况预测技术的有机结合是未来的一个重要研究方向;另外,将多智能体技术应用于HEV能量管理优化控制也是一个值得研究的方向。     

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。     

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。     

Torque-based optimal acceleration control for electric vehicle

The existing research of the acceleration control mainly focuses on an optimization of the velocity trajectory with respect to a criterion formulation that weights acceleration time and fuel consumption. The minimum-fuel acceleration problem in conventional vehicle has been solved by Pontryagin＇s maximum principle and dynamic programming algorithm, respectively. The acceleration control with minimum energy consumption for battery electric vehicle（EV） has not been reported. In this paper, the permanent magnet synchronous motor（PMSM） is controlled by the field oriented control（FOC） method and the electric drive system for the EV（including the PMSM, the inverter and the battery） is modeled to favor over a detailed consumption map. The analytical algorithm is proposed to analyze the optimal acceleration control and the optimal torque versus speed curve in the acceleration process is obtained. Considering the acceleration time, a penalty function is introduced to realize a fast vehicle speed tracking. The optimal acceleration control is also addressed with dynamic programming（DP）. This method can solve the optimal acceleration problem with precise time constraint, but it consumes a large amount of computation time. The EV used in simulation and experiment is a four-wheel hub motor drive electric vehicle. The simulation and experimental results show that the required battery energy has little difference between the acceleration control solved by analytical algorithm and that solved by DP, and is greatly reduced comparing with the constant pedal opening acceleration. The proposed analytical and DP algorithms can minimize the energy consumption in EV＇s acceleration process and the analytical algorithm is easy to be implemented in real-time control.     

轻度混合动力电动汽车多能源动力总成控制器的开发

以某轻度混合动力电动汽车为对象研究整车功率分配策略,详细分析驾驶员功率需求确定、发动机工作区域优化和制动能量回收控制策略,并在此基础上开发了多能源动力总成控制器的硬软件系统。通过对多能源动力总成控制器的硬件在环仿真试验和实车匹配测试,不仅证明该控制器能高效、可靠地运行,而且取得了降低整车油耗16．9％,排放指标远低于欧III标准的控制效果。     

纯电动汽车动力系统参数匹配与仿真研究

根据某款电动汽车的整车性能指标设计要求,在理论分析的基础上,对驱动电机和动力电池进行参数匹配。基于ADVISOR建立了整车性能仿真模型,分析了驱动系统和电池管理的控制策略。仿真结果显示,电动汽车的动力性指标和续驶里程均达到了设计要求,验证了动力系统参数理论匹配方法、仿真模型以及控制策略是合理可行的。