融合工况预测的燃料电池汽车里程自适应等效氢耗最小控制策略

为有效地提高插电式燃料电池汽车的经济性,实现燃料电池和动力电池的功率最优分配,考虑到行驶工况、电池荷电状态(State of charge,SOC)、等效因子与氢气消耗之间的密切联系,制定融合工况预测的里程自适应等效氢耗最小策略.通过基于误差反向传播的神经网络来实现未来短期车速的预测,分析未来车辆需求功率变化,同时借助全球定位系统规划一条通往目的地的路径,智能交通系统便可获取整个行程的交通流量信息,利用行驶里程和SOC实时动态修正等效消耗最小策略中的等效因子,实现能量管理策略的自适应性.基于MATLAB/Simulink软件,搭建整车仿真模型与传统的能量管理策略进行仿真对比验证.仿真结果表明,采用基于神经网络的工况预测算法能够较好地预测未来短期工况,其预测精度相较于马尔可夫方法提高12.5%,所提出的能量管理策略在城市道路循环工况(UDDS)下的氢气消耗比电量消耗维持(CD/CS)策略下降55.6%.硬件在环试验表明,在市郊循环工况(EUDC)下的氢气消耗比CD/CS策略下降26.8%,仿真验证结果表明了所提出的策略相比于CD/CS策略在氢气消耗方面的优越性能,并通过硬件在环实验验证了所提策略的有效性.

基于KL散度工况识别的混合动力汽车队列的分层控制

针对混合动力汽车队列行驶过程中工况的适应性问题,提出了一种基于KL(Kullback-Leibler)散度工况识别的分层控制方法。上层控制器利用车—车通信技术,获取队列中前车状态信息,采用模型预测控制(MPC)算法,实现队列纵向控制,并计算出最优跟车车速;下层控制器基于典型工况,离线求解需求功率的转移概率矩阵,并通过Q-Learning算法训练最优Q表嵌入整车模型中;在行驶中以固定时间长度在线更新转移概率矩阵,采用KL散度进行工况识别,根据识别的工况类型,结合当前时刻车速、需求功率和电池荷电状态(SOC),通过在线查表实现转矩分配。结果表明:与未考虑工况识别策略相比,本策略的油耗降低了8.6%;与作为基准的动态规划(DP)相比,增加了4.8%;在与DP油耗基本保持相同的前提下,该策略离线仿真时间缩短21%,不仅能够在线应用,还能实时适应工况变化。

基于生态驾驶的自动驾驶汽车交叉路口控制策略研究

为了进一步提高自动驾驶汽车在交叉路口行驶时的燃油经济性,基于模型预测控制(MPC)理论,量化分析了车辆安全性、经济性、舒适性等多性能指标函数及约束,并设计了以经济性为主的交叉路口自动驾驶汽车生态驾驶控制器。仿真结果表明,所提出的控制策略能够保证良好的安全性和舒适性,与LQR控制器相比,在有前车影响和无前车影响工况下的百公里油耗分别降低15.83%和34.98%。

基于工况识别的P2.5构型PHEV能量管理策略

合适的能量管理策略能够有效提升混合动力汽车续驶里程,通过Matlab/Simulink搭建整车模型,对P2.5构型的双动力源插电式混合动力汽车(PHEV)工况识别的能量管理策略展开研究。选取19个国内外典型循环工况,根据工况特征用层次聚类分析法将其划分为3类,建立支持向量机工况识别模型,采用鲸鱼算法对其进行优化,仿真结果表明,优化后工况识别模型识别准确率可达97.905%,与优化前相比,提高了21.646%。结合在线工况识别模型,通过神经网络学习不同工况类别下动态规划能量管理策略的功率分配结果,将离线学习结果应用于在线控制中,制定基于工况识别的能量管理策略。仿真结果显示,与电量消耗-电量维持(CD-CS)策略相比,基于工况识别的能量管理策略经济性提升了7.62%。

基于规划路径能耗预测的PHEV全局自适应能量管理

新能源汽车智能化能量管理是先进汽车技术研究的重要领域,是进一步提升整车燃油经济性能的关键。针对插电式混合动力汽车(Plug-in hybrid electric vehicle,PHEV)能量全局化管理与控制的实时性和最优性难以兼顾的难题,开展了基于能耗预测的全路径自适应能量管理研究,提出了以等效燃油消耗最小化为目标的全规划路径PHEV自适应控制算法。最后,基于MATLAB/Simulink的建模与仿真分析验证了所提控制算法对实际行驶工况、里程和整车能量状态的变化具有较好的跟随性和自适应性,全路径近似全局性优化控制效果明显,较好地改善了整车的燃油经济性。

双端通信时延下网联车辆纵向队列的分布式控制器设计与分析

网联车辆队列系统的双端通信时延会极大影响队列的控制性能,而且在极端情况下,甚至可能引发队列失稳、发生碰撞的现象。该文在充分考虑车云双端通信时延的基础上,提出了一种基于云的分布式控制算法。通过一定假设,对云控场景下的车辆队列使用采样控制系统的方法进行建模,将双端通信时延进行统一;使用Riccati不等式设计了状态反馈分布式控制器,使用Lyapunov-Razumikin定理分析了控制算法的渐近稳定性,进而得到时变时延上界与通信拓扑、耦合增益之间的关系。结果表明:存在一个合适的耦合增益使得所能容忍的时延上界最大,且通信拓扑Laplacian矩阵最大与最小特征值的比值与时延上界大小呈负相关的趋势。

串联式混合动力矿卡双模能量管理策略研究

为充分发挥油电混动系统在矿卡上的节能减排性能,针对串联式混合动力矿卡提出一种双模能量管理策略(EMS)。利用反向传播神经网络(BPNN)构建了“发动机最优油耗模式”和“增程器效率最优模式”模型,在此基础上,设计了一种双模EMS来调整增程器与电池包的功率输出,实现了整车在复杂工况下的能耗实时调整,以实际工况数据对提出的策略进行了硬件在环仿真验证。结果表明,与规则策略和等效能耗最小策略相比,双模EMS的节油率分别提升了12.74%和7.4%,进一步提升了实时策略的节油性能。

基于稀疏化数据的重载半挂牵引车工况构建

针对北方环境下重载半挂牵引车跨区域典型行驶工况的缺位现象,以及工况构建对优质数据的高度依赖问题,应用道格拉斯-普克(Douglas-Peucker,DP)算法将采集数据处理为稀疏节点数据与驾驶行为特征数据,基于稀疏节点数据划分行驶片段,经主成分分析和k-means聚类构建初始工况,初始工况与驾驶行为特征数据匹配和叠加形成典型行驶工况。结果表明,该工况构建方法的平均相对误差相比传统方法降低了约19.63%,其仿真油耗与原始数据仿真油耗的相对误差也在5%以内。同时,该方法可以实现低频数据向高频数据的映射,有助于解决工况构建对采集数据颗粒度的高度敏感性问题。

基于电子诊断技术的新能源汽车检测与维修技术研究

深入研究了基于电子诊断技术的新能源汽车检测与维修技术,通过综合分析车载电子系统的特点以及新能源汽车电动驱动、能源管理等核心技术,构建了一套全面而系统的检测与维修框架。在诊断方面,探讨了电池管理系统、电动机控制单元等关键部件的在线监测与故障诊断方法,提出了一种高效的故障定位策略,为提高新能源汽车故障处理效率提供了理论支持。在维修方面,采用智能化的维修工具,结合车辆网络通信技术,实现了对新能源汽车的远程维护与升级。通过实际案例分析,验证了研究成果在实际应用中的可行性和有效性,不仅对新能源汽车行业具有指导意义,也为电子诊断技术在汽车检测与维修领域的推广提供了有力的支持。

“双碳”背景下智能网联汽车节能驾驶策略设计与仿真研究

智能网联汽车由于其在提升车辆行驶安全性和经济性上的优势成为了当前研究的热点。为了探索智能网联汽车的节能特性,提出了一种针对智能网联汽车的编队节能驾驶策略,并设计了基于Matlab的单车和多车运行仿真实验来验证该驾驶策略的节能效益。单车运行场景下的仿真结果表明:优化车辆能够避免在交叉路口停车、更快到达终点并且能耗降低约5.84%;多车运行场景下的仿真结果表明:编队行驶的节能驾驶策略下道路总能耗降低约11.54%。

轮毂轴承性能对后桥传动效率影响的试验研究

轮毂轴承作为微型汽车后桥的核心零件之一,其综合性能的优劣对微型汽车后桥的传动效率具有较大程度的影响,因此优化其内部结构对改善微型汽车燃油经济性具有重要现实意义。该文对影响轮毂轴承综合性能的主要因素进行了分析,结合某微型汽车后桥的结构特点,通过制作后桥样机并实施传动效率测试,研究了轮毂轴承的工作游隙、密封形式选择以及润滑脂性能表现对后桥传动效率的影响规律。试验结果表明:轮毂轴承的工作游隙、密封形式选择以及润滑脂性能表现均对后桥传动效率值的大小有着较为显著的影响,若选用工作游隙范围为大游隙的后桥轮毂轴承,相比轮毂轴承工作游隙采用小游隙,其后桥传动效率值最高可提高约0.38%;若选用密封形式为非接触式密封的后桥轮毂轴承,相比于采用接触式密封,其后桥传动效率值最高可提高约0.53%;轴承内部采用低阻力润滑脂,相比于采用常规润滑脂,其后桥传动效率值最高可提高约0.46%。

智能网联车辆节能自适应巡航控制研究

现有车辆自适应巡航控制多专注于单一的轨迹跟踪目标,而决定控制技术实际应用效益的关键是系统的节能性能.为了能够同时保证跟踪误差收敛性与燃油经济性,研究了一种车辆节能自适应巡航控制器设计方法:首先以轨迹跟踪为目标,设计了具有时变反馈增益的状态反馈控制律;其次,以反馈增益为优化变量,以整个预测时域内各采样时刻自身车辆单位位移燃油消耗量的累加为代价函数,基于经济模型预测控制方法设计了节能控制算法,并通过构建共同Lyapunov函数,给出了保证跟踪误差以指数速度收敛的反馈增益选取范围;最后,通过数值仿真验证了控制器设计的有效性,定量展示了本文所提出的方法在降低燃油消耗量方面的有效性.

NH_(3)/CH_(4)燃烧特性分析

氨是一种潜在的CO_(2)零排放能源替代品,因此对其燃烧特性进行深入研究对于优化燃烧过程和减少环境污染具有重要意义.本研究使用Chemkin软件进行模拟,探讨了NH_(3)/CH_(4)混合气体的燃烧特性,通过比较不同混合比例的NH_(3)/CH_(4)燃烧过程中的热值、火焰传播速度和氮氧化物的排放含量等特性.模拟结果表明,在不同的混合比例下,NH_(3)/CH_(4)的燃烧速率在化学计量下燃烧速度最快,但同时会产生更多的氮氧化物.在实际应用中,应该综合考虑多种因素以达到最高的燃烧效率和最低的环境污染.

基于双碳战略目标的乘用车动力总成多元化技术路线研究

“碳达峰”与“碳中和”战略目标给乘用车减碳带来巨大挑战,因此制定乘用车减碳技术路线是未来汽车产业可持续发展的战略任务。首先,分析从现在到2060年乘用车新车产量、存量和报废率数据以及电力行业碳排放强度数据。然后,梳理了乘用车不同动力源碳排放数据,建立不同动力源乘用车碳排放分析模型、评价维度和评价指标。最后,分析了单一动力技术减碳敏感性。结果表明,纯电动汽车、插电式混合动力汽车和混合动力汽车技术在快速降低乘用车碳排放、实现“碳达峰”进程中扮演重要角色,碳中性燃料动力和燃料电池汽车技术在实现“碳中和”进程中更具有优势。研究表明,实现“碳达峰”和“碳中和”动力总成需要多源化技术路线组合及相应的技术导入窗口期,基于技术中立的从“双积分”到“碳积分”政策法规的转变是实现乘用车“双碳”技术路线的重要保障。

基于CAN数据和图像数据融合算法的商用车能量智能优化系统

针对当前纯CAN数据和纯图像数据的不足,提出基于CAN数据和图像数据融合的算法,并根据该算法输出的8种工况和特征开发能量智能优化系统。仿真分析表明,该能量智能优化系统能有效地节约能量。

汽车轻量化设计在提升燃油经济性中的关键技术分析

本文探讨了汽车轻量化设计的概念和对燃油经济性的影响,并分析了汽车轻量化设计在提升燃油经济性中的关键技术,包括先进材料、结构优化技术和创新制造工艺,以最大限度地减轻车辆重量,保持结构完整性,降低能源消耗的同时促进成本节约,推动汽车工程的高速发展。

铰接式工程车辆载荷识别技术

铰接式转向是工程装载和矿用车辆常用的转向形式,与车轮偏转的转向方式不同,它利用前后车架相对偏转的方式实现转向。其特点是当工作装置安装在前车架上2段车架相对偏转时,行驶方向始终与前车架一致,有利于迅速对准作业面、减少循环时间、提高生产率,显示了铰接底盘特有的机动性。当铰接车架相对偏转时,车轮轴线在地面的投影交于一点,能避免弯道行驶时因车轮滚动+方向的偏差而产生侧滑,从而简化转向机构。这样既不需要转向梯形机构,也能免除偏转驱动轮时所需的等角速万向节机构。文中通过建立铰接转向的动力学模型,从静止和转向行驶两种情况分析车辆轮荷分配特性,掌握铰接式转向车辆的轮荷分布机理,并且以装载机为例进行计算机仿真。

电动汽车能耗估算算法设计与应用研究

为了更准确的预测车辆的剩余里程、更合理地设计整车能量管理策略、更及时地反馈给用户精确的车辆能耗水平,需要对电动汽车能耗的算法进行研究,并分解为主要的耗能模块。本文首先基于电动汽车动力经济性模型对车辆的主要耗能模块进行划分;然后从能耗的应用场景推导其计算方法;接着从实际用户的云端数据仿真计算电动汽车的能耗;最后简述电动汽车能耗在剩余里程估算、仪表显示、增程式能源管理等领域的应用。算法关键改进点:1、采用近5km里程的电动汽车能耗估算其能耗;2、采用剔除车辆动能的方式预估能耗;3、最近里程跨越怠速状态的情况采用逐步过渡方式。分析表明,该算法对于能源管理与用户节能驾驶习惯养成具有促进作用。为了考虑算法的落地实施,对仪表、智能大屏、整车控制器、云监控平台均做了分工研究。

重型商用车辆燃料消耗量限值及测试方法的标准分析

随着我国汽车行业快速发展,汽车保有量持续上升,其中总重大、年行驶里程长的重型商用车辆,带来了突出的能源紧张和环境污染问题。通过梳理和分析国家发布的重型商用车辆燃料消耗量限值标准,可以发现我国燃料消耗量测定方法逐渐加严,燃料消耗量限值越来越低,现阶段与国外先进水平仍有差距,预计下一阶段将达到国际领先水平。随着重型商用车辆燃料消耗量限值愈发严格,这将加快重型商用车产业转型升级,提升重型商用车的燃油经济性,缓解燃油供应矛盾,减少尾气排放,改善大气环境,推动重型商用车产业可持续发展。

直接挡与超速挡变速箱对商用车燃油经济性影响分析

本文以国内某6×4重卡牵引车为研究对象,利用AVL-Cruise仿真与转鼓实验,对比研究了直接挡变速箱+小速比驱动桥及超速挡+大速比对燃油经济性的影响,并明晰了影响机理。结果表明,在综合速比相同条件下,直接挡+小速比的燃油经济性优于超速挡+大速比,这是由于直接挡+小速比配置的变速箱、驱动桥传递效率高于超速挡+大速比。