Hybrid polymer electrolyte membrane fuel cell–lithium‐ion battery powertrain testing platform – hybrid fuel cell electric vehicle emulator

A testing and validation platform for hybrid fuel cell (FC)–lithium‐ion battery (LIB) powertrain systems is investigated. The hybrid FC electric vehicle emulator enables testing of hybrid system components and complete hybrid power modules up to 25 kW for application in electric light‐duty vehicles, light electric vehicles and so forth. A hybrid system comprising a 10‐kW_el low‐temperature polymer electrolyte membrane FC stack and an 11.5‐kWh LIB pack is installed. The system supplies power to a 20‐kW permanent magnet synchronous motor and a 25‐kW alternating current asynchronous, electrically programmable dynamometer is used to simulate the vehicle load during testing at dynamic drive cycle. The steady‐state performance tests of the direct current (DC) motor, DC/DC converter, low‐temperature polymer electrolyte membrane FC stack and LIB are performed as well as dynamic tests of the complete hybrid system. The Economic Commission for Europe driving cycle is selected as a reference cycle to validate the investigated hybrid FC–LIB powertrain. An efficiency of 83% and 95% is measured for electric motor and DC/DC converter, respectively. An average stack efficiency of 50% is achieved. An average hydrogen consumption of 3.9 g * km^?1 is reached during the Economic Commission for Europe driving cycle test. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd.     

纯电动汽车动力系统参数匹配与优化

为了降低电动汽车的百公里能耗,针对电动汽车传动比提出了一种基于线性递减惯性权重粒子群算法（LDWPSO）的优化方法,并对电机系统、动力电池进行了匹配和选型。为提高目标函数精度和实现换挡策略与传动比的实时匹配,该优化方法以传动比为设计变量,以整车仿真模型输出的能耗作为目标函数,并与基于电机效率的换挡策略相结合,采用LDWPSO算法实现传动比的最优化。优化结果表明,电动汽车百公里能耗下降了3.7%,其他性能均满足设计指标。     

切向电磁力对电动车动力总成振动噪声的影响分析

为了研究电动车的高频电磁噪声问题,以电动车动力总成为研究对象,综合考虑电机电磁径向电磁力波和切向电磁力波,建立了动力总成有限元分析模型,采用一种弱磁-固耦合的方法对动力总成的电磁振动噪声特性进行分析,研究切向电磁力对系统振动噪声特性的影响。在半消声室中,对动力总成进行振动加速度及辐射噪声测试,以验证仿真分析方法的准确性。研究结果表明,电机与减速器集成后,切向电磁力对电机振动噪声影响不大,但对减速器产生了不可忽略的影响,在2 000 Hz和2 400 Hz处,切向电磁力在减速器表面产生了明显的振动,并且对减速器表面2 000 Hz~2 400 Hz范围内的声场贡献较大。研究结果对电机的电磁参数和结构进行改进和优化设计,为降低电机的电磁振动提供理论依据和试验支持。     

液压挖掘机动力总成悬置系统稳健性优化设计

以某型液压挖掘机为对象,建立其动力总成悬置系统理论模型,分析结果表明系统存在严重的耦合现象。利用ISIGHT软件集成MATLAB软件,以悬置刚度参数为设计变量、系统能量解耦率为目标函数、固有频率的合理分配为约束条件,综合考虑系统惯性参数(转动惯量与惯性积)及悬置刚度、安装位置、安装角度的不确定性因素进行稳健性优化。利用6σ质量分析法与蒙特卡洛模拟法对稳健性优化结果进行分析,分析结果表明:与确定性优化相比,稳健性优化后系统的解耦程度大幅提高,优化结果具有较强的可靠性,稳健性优化方案更适用于实际工程需求。     

混联式混合动力车多能源动力控制系统的开发

提出一种混联式混合动力车的控制系统,它在结构上有以下特点:双电动机方案、动力在自动变速箱后端耦合、基于CAN网络的整车控制系统.在能量管理策略方面采用基于最优动力系统效率的优化ICE曲线控制策略,用"九点定义法"确定驱动需求转矩,在自动变速换挡过程中的采用动力协调控制策略,并在制动能量回收控制中考虑了滑行制动和强制制动两种控制模式.在此基础上开发多能源动力控制系统,并进行硬件在环仿真测试和实车匹配调试.实车测试结果表明,该多能源动力总成控制器能有效地实现对多能源动力的控制,使车辆的经济性和动力性都有很大提高.     

并联混合电动车辆采用无级变速器速比控制对燃油经济性的改进

考虑到并联混合电动车辆(HEV)动力系响应滞后,建议采用无级变速器(CVT)速比控制方法来实现HEV的燃油经济性的改进.在该方法内,由估算于动力系响应滞后之后根据车辆速度来修正目标CVT速比,并推荐一个加速图谱来估算响应滞后的车辆速度.该CVT速比控制方法采用HEV台架试验机试验证实.根据试验结果,可以看到用修正速比控制方法发动机工作迹线比用常规CVT速比控制对于适度加速模式可以有更有效换档范围,故能给出最佳的燃油经济性.此外,还采用HEV动力系模型对联邦城市驱动计划性能仿真进行估算响应滞后对燃油经济性的影响.仿真结果表明作为响应滞后采用修正CVT速比增大可以实现最佳的燃油经济性.但在实际应用中,要求最佳燃油经济性和加速性能之间进行折衷.     

增程式电动汽车动力系统匹配与仿真研究

以某款增程式电动轿车为研究车型,根据整车基本参数以及定义的动力性能参数,确定了驱动电机和动力电池的基本参数,并以整车最高车速为目标确定了增程器的标定功率和增程器发动机的输出功率。在此基础上利用ADVISOR软件对该车的动力性能进行仿真分析。仿真结果表明该车动力系统的匹配合理并满足整车动力性能需要。     

发动机总成悬置系统解耦方法研究

目前汽车发动机动力总成悬置系统设计的主要任务是选择悬置元件的刚度、位置和角度,使悬置系统自由振动模态频率避开发动机怠速激励力频率与车身自振频率,并尽量提高各模态振型的解耦程度,从而提高悬置系统隔振效果.悬置系统按预定频率严格解耦设计是使设计出的悬置系统模态频率完全等于按汽车设计频率规划预定的频率,并使各模态的振型严格解耦,即各向振动能量的解耦度等于1.本文从悬置系统的自由振动方程出发给出了对悬置系统按预定频率严格解耦设计的方程组,可以利用广义逆矩阵的理论求该方程组的解,亦可通过方程组构造函数进而求出该方程组的解,从而提供比当前的悬置系统模态优化设计更为简便高效的优化设计方法.相应的算例验证了本文提出的按预定频率严格解耦设计方程和求解方法的正确性.     

基于分级压差控制的电动挖掘机双变动力总成控制方法研究

工程机械电动化是节能减排的最为理想的驱动方式之一.传统工程机械采用的负载独立流量分配(LUDV)系统由于柴油机调速特性的限制,一般主要采用的是变排量定转速的变流量模式,多执行器同时工作时容易出现流量饱和.工程机械电动化后,电动机相对柴油机具有良好的调速特性.为了进一步避免流量饱和的现象,同时考虑到变量泵在低排量区间效率...     

ENERGY MANAGEMENT STRATEGY FOR PARALLEL HYBRID ELECTRIC VEHICLES

Energy management strategy (EMS) is the core of the real-time control algorithm of the hybrid electric vehicle (HEV). A novel EMS using the logic threshold approach with incorporation of a stand-by optimization algorithm is proposed. The aim of it is to minimize the engine fuel consumption and maintain the battery state of charge (SOC) in its operation range, while satisfying the vehicle performance and drivability requirements. The hybrid powertrain bench test is carried out to collect data of the engine, motor and battery pack, which are used in the EMS to control the powertrain. Computer simulation model of the HEV is established in the MATLAB/Simulink environment according to the bench test results. Simulation results are presented for behaviors of the engine, motor and battery. The proposed EMS is implemented for a real parallel hybrid car control system and validated by vehicle field tests.