基于Cruise/Simulink的车用燃料电池/蓄电池混合动力的能量管理策略仿真

基于AVL-Cruise和Simulink建立了联合仿真平台,引入了基于规则的功率跟随能量管理控制策略,对车用燃料电池/蓄电池混合动力(FCHEV)进行了初步仿真,在选定的循环工况下的仿真结果表明,该仿真平台能够真实反映燃料电池汽车的工作过程,蓄电池SOC始终保持在合理范围内。

气动汽车能量控制系统研究

对高压压缩空气生产过程的能量消耗特性进行了分析,指出多级压缩过程是一条可行的节能途径;提出高压气体采取容积膨胀减压的新方法,对节流减压和容积膨胀减压过程的能耗特性进行了仿真计算和分析,经仿真计算表明,容积膨胀减压比节流减压能量损小10%～35%.并讨论了影响气动发动机进、排气性能的因素,提出了新型气动发动机的方案;指出采用能量补偿和能量回收方式有利于提高气动汽车的总体效率.

人工免疫粒子滤波算法估计电动汽车电池SOC

准确预测电池的荷电状态(SOC)对纯电动汽车的安全可靠的运行具有重要意义.标准的粒子滤波算法对锂离子动力电池的非线性特征有一定的适应性,能够对电池的SOC做出估计.但是在标准粒子滤波运算过程中普遍存在粒子退化现象,导致算法效率和预测精度降低.因此,本文提出一种新的人工免疫粒子滤波算法,将人工免疫算法的原理引入标准粒子滤波算法的粒子更新过程中,对锂离子动力电池SOC的估计进行优化,以提高SOC估计的准确性.利用北京市实际运营的纯电动汽车电池数据,对所提出的电池SOC算法进行实证研究.实验结果表明,相对于标准粒子滤波算法,人工免疫粒子滤波算法能够增加粒子的多样性,具有更好的SOC预测精度和有效性.

电动汽车差速系统研究综述

总结了电动汽车传动系统的结构布置情况及电动汽车差速系统研究的两个方向——自适应差速的特殊电机设计和基于各种控制理论采用差速控制策略的电子差速系统设计。阐述了自适应差速系统的结构及其差速原理,并详细阐述了电子差速系统的控制结构、控制模型、控制变量及控制策略,同时对目前电子差速系统选择电机转速和转矩作为控制变量的利弊进行了探讨。最后,展望了电动汽车差速系统的发展前景。

长安475Q混合动力发动机的仿真开发

按照长安475Q混合动力发动机开发要求,利用GT-POWER软件建立了汽油机工作过程的仿真模型,通过外特性数据的对比,用试验验证了所建模型的合理性。然后基于Atkinson循环的原理,利用该模型优化了压缩比和配气相位。据此,对原汽油机进行改进,并进行了台架性能试验。结果表明,改进后的发动机能满足混合动力汽车对发动机性能的要求。

基于双转子电动机的混合四轮驱动系统

在研究现有混合动力驱动系统的基础上,提出一种基于双转子电动机的机一电桥间混合四轮驱动系统。该系统由机械桥和电动桥构成,通过桥间动力综合控制,两桥可以单独或共同驱动车辆行驶,其中电驱动桥由双转子电动机加上减速换向机构组成,可以实现驱动、差速、能量回收等功能。在分析双转子电动机工作原理的基础上,建立其数学模型,并进行模拟负载突变及车辆转弯下的性能仿真。以某运动型多功能汽车为例,利用Matlab/Simulink软件进行原型车和新方案的对比性能仿真。仿真表明:在保持动力性相当的前提下,新混合动力方案在经济性方面有较好的改善,百公里油耗比原型车在高速、城市工况下能够分别下降10.58%、21.87%。

HEV再生制动时NiMH电池快速充电策略与仿真

基于镍氢电池性能实验结果,分析了轻度HEV用镍氢电池在不同SOC情况下不同充电电流的最高温度、温差变化趋势.结合混合动力汽车镍氢电池实际工作情况和电池快速充电理论,基于马斯定律提出了适合混合动力汽车再生制动的镍氢电池恒流分阶段充电控制策略,并进行了HEV镍氢电池快速充电过程的建模与仿真.通过对比该快速充电策略、保护电压恒流充电策略和40 A恒流充电策略下的仿真结果,验证了所提出的电池分阶段恒流充电控制策略的正确性和可行性.

高压缩比米勒循环发动机设计与分析

为提高发动机的热效率,提出了高压缩比结合米勒循环的解决方案。在某2.0 L自然吸气发动机的基础上,通过增加发动机活塞顶凸台的方法实现了压缩比从10到13的提高,并采用遗传算法对凸轮型线进行了选型,通过进气门晚关(LIVC)方式实现了米勒循环。试验结果表明,与原发动机相比,高压缩比米勒循环发动机最低燃油消耗率下降10.4 g/(k W?h),低油耗范围明显扩大,且主要是向低转速小负荷的方向扩展。

基于TTCAN的燃料电池发动机分布式控制系统硬件在环仿真平台

建立了满足硬件在环仿真测试要求的燃料电池发动机模型及基于TTCAN网络通信的分布式控制系统模型;定量分析了TTCAN的循环周期和信号延迟之间的关系;基于MPC555设计了电气系统子节点软件,并对该节点进行了硬件在环仿真测试,验证了硬件在环仿真平台的有效性。

基于空气压力载荷的发动机舱盖颤振预测方法

发动机舱盖作为吸收汽车碰撞能量的主要部件,其在高速道路行驶条件下的变形和颤振问题是影响汽车安全的重要因素。基于发动机舱盖颤振性能要求,文章提出了一种高速行驶条件下发动机舱盖颤振变形的预测方法。通过有限元模拟计算,考虑重力作用下的准静态加载、缓冲垫和弹簧作用下的弹性力加载,以及高速行驶条件下空气压力载荷的多维加载工况,完成了方法定义、模型建立、性能分析、试验校核,研究了多维加载对发动机舱盖颤振的影响,验证了该预测方法开发和应用的可行性与有效性。

城市重载电动汽车适配功率电机可行性研究

为满足城市重载电动汽车独特的行驶特点以及其驱动电机的要求,提出了一种新型永磁电机结构——适配功率电机(PAM)。PAM电机不仅继承了永磁直流电机高启动扭矩、结构简单可靠、易控制的特点,同时也可以满足城市重载电动汽车行驶速度低、启动刹车频繁、载重量大的行驶特点。以一台6/8kW的PAM样机为例,分析其外特性曲线与城市重载电动汽车驱动电机的匹配情况,从整个转速区间全面分析PAM电机的运行特点。最终通过分析研究与实验验证,PAM电机作为城市重载电动汽车的驱动电机具有一定优势。

CFA6470HEV发动机燃油经济性的BP神经网络建模及优化

对MATLAB软件中的BP神经网络及数值分析方法进行了研究,并将其应用于CFA6470HEV发动机特性的建模,在对模型的结构参数优化的基础上,获得了合适的发动机特性模型。应用数值分析方法确定了发动机的最优经济性运行区间以及与之对应的发动机节气门开启角与转矩和转速之间的关系,利用此关系,可通过对发动机节气门的调节实现对发动机最佳燃油经济性的控制。

基于驱动电机性能的控制器谐波影响研究

文章论证了驱动电机实测效率偏低的原因,对于分析解决电机单体效率不达标问题具有重要指导及参考价值。从理论上分析了谐波产生的原因及对电机性能的影响分析,并通过仿真分析的手段论证了谐波对电机输出转矩以及效率的影响。基于某款新能源乘用车驱动电机,结合两款控制器,通过控制器谐波数值差异与实测电机效率的偏差值分析,论证了谐波对电机效率带来的负面影响。最后说明了谐波抑制对于提升电机效率的必要性,并提供了相关可行的优化措施。

混合动力车用飞轮电池可行性分析及性能仿真

通过对飞轮电池能量特性的研究计算并综合考虑其使用成本,分析了其在混合动力汽车上应用的可行性。基于MATLAB/Simulink建立飞轮电池模型并仿真,根据飞轮电池的能量特性将飞轮转速限制在低能量损耗区间内。仿真结果表明,飞轮电池的能量特性适用于混合动力汽车,相关储能状态参数的引入使飞轮电池的能量储存状态可以通过对飞轮瞬时转速的测量进行精确计算,从而更加有利于混合动力系统的综合控制。

电控发动机故障诊断模拟实验台设计

汽车发动机电控技术的运用对汽车维修从业人员的故障诊断技能提出了新的要求。本文以丰田威驰车8A-E25P发动机为例,将发动机电控技术和单片机控制技术融合,采用原车实物结合单片机模拟控制的方法完成了电控发动机故障诊断模拟实验台的设计、制作。故障模拟控制系统以AT89S51单片机为核心,通过键盘输入故障编码来实现发动机电控系统在不同工况下出现的典型故障,特别是对传感器输出参数偏离故障进行了模拟。为汽车维修人员进行发动机电控系统故障诊断技能培养提供了有效载体。

缸内直喷氢燃料内燃机技术发展及趋势

氢能是实现碳达峰与碳中和的最佳能源形式,也被誉为21世纪的终极能源。氢内燃机具有零碳排放、高效率、高可靠性和低成本的显著优势,成为氢能应用的重要方向之一。缸内直喷氢内燃机可有效抑制回火,并显著提高功率密度,是氢内燃机近阶段的发展热点,引发了国内外汽车企业和研究机构的高度关注。该文系统总结了各类氢内燃机的优缺点以及相关直喷氢内燃机的技术途径及其达到的技术指标,采用废气涡轮增压可使氢内燃机的功率密度达到80 kW/L,采用高压缩比、稀薄燃烧可使有效热效率提升至42%~45%,采用废气再循环技术等可使氢内燃机的唯一污染物NO_(x)降低至0.5 g/kWh,并具有达到近零排放的潜力。该文也针对下一代缸内直喷氢内燃机所带来的新问题,从混合气形成、燃烧特性、燃烧模式、有效热效率提升、NO_(x)控制方法及后处理器等技术角度分析了开发现状及技术水平,探讨了近零排放条件下有效热效率达到50%的未来技术发展趋势。

一种混合动力概念车驱动系统设计

为研究开发更先进的混合动力汽车驱动系统,分析了现行的起动机/发电机/电动机一体化混合动力汽车(ISG-HEV)和混联式混合动力汽车(PSHEV)驱动系统,指出了其各自不足之处;去掉传统变速箱和复杂的动力耦合装置,结合电子差速控制系统,设计了一种无级变速新型PSHEV驱动系统,并分析了该驱动系统工作过程、控制策略及能量流向;最后,分析论证了该系统的可行性。研究结果表明,该系统的结构布局和驱动效率都优于现行混合动力系统。

燃料电池混合动力系统多目标优化方法

为解决燃料电池混合动力客车经济性优化时将循环工况耗氢量作为单一经济性评价指标的局限性,通过建立等效氢耗模型及融合质量与寿命因素的多目标优化函数,对影响整车在全寿命周期内的经济性关键参数进行多目标优化.通过对超级电容和蓄电池的容量系数进行优化进而降低了动力系统的质量和成本,优化后超级电容仍能充分发挥“削峰填谷”作用,蓄电池无大电流冲击,优化前后其平均电流能够保持基本不变,燃料电池电压衰退值仅降低2μV,其寿命衰减程度在优化前后变化可以忽略.本文所提出的多目标优化方法能够保证寿命及使用经济性基本不变的情况下,系统的总成本和总质量都得到了优化,对实际燃料电池混合动力系统的综合评价和方案设计提供理论指导.

氢能与21世纪的汽车动力装置

介绍了氢能汽车动力装置的最新研制、发展动态 ,通过对氢内燃机 (H .I .C .E)和质子膜燃料电池 (PEMFC)性能数据比较分析 ,对 2 1世纪汽车动力装置的发展趋势和前景提出了观点。

FSEC赛车双电机动力系统设计

针对FSEC赛事规则及赛车整体性能需要,研究设计了一种双电机动力系统,提出一种电子差速控制策略。对双电机动力系统电机参数、传动比和动力电池组容量及组数进行匹配设计;并在Cruise汽车仿真软件中建立仿真模型,对搭载双电机动力系统的FSEC赛车进行动力性和经济性仿真分析,仿真结果表明,所设计动力系统满足预期确定的性能指标,验证了双电机动力系统设计的合理性,研究对电动赛车动力系统设计有一定指导意义。