基于瞬时效率的功率分流式混合动力汽车最佳分离因子的确定

介绍一种基于系统瞬时效率优化的功率分流式混合动力汽车最佳分离因子的三重迭代确定方法。得到最佳分离因子与车速和需求功率的函数关系,并基于最佳分离因子开发出功率分流式混合动力汽车的瞬时最优控制算法。与基于发动机最优曲线控制算法相比,基于最佳分离因子的系统瞬时最优控制算法经济性有明显的提高。

功率分流式混合动力汽车复合电源系统设计

为解决功率分流式混合动力汽车单一蓄电池功率密度小、循环寿命短等问题,引入超级电容-蓄电池复合电源系统,利用AVL-Cruise/Simulink联合仿真平台搭建了功率分流式混合动力汽车的动力系统模型,在基于发动机最优工作曲线的能量管理控制策略中加入了复合电源功率分配策略,该功率分配策略能够缓冲起停发动机、制动工况下的电机工作时的大电流对电池的冲击,使电池尽可能工作在高效率区间来提高车辆的燃油经济性.在此基础上,对蓄电池组和超级电容进行了参数匹配,仿真结果表明蓄电池的放电过程得到了优化,所设计的复合电源系统能够提高车辆的燃油经济性.

功率分流式混合动力系统参数匹配优化研究

功率分流式混合动力系统部件参数的匹配优化对整车的动力性和燃油经济性具有显著影响。以某款功率分流式混合动力客车为研究对象,采用车辆系统动力学理论和经验公式对动力系统部件参数进行初步匹配,然后针对蜜蜂算法、遗传算法等具有优化周期长、寻优能力较差等特点,提出一种带精英策略的遗传算法和模拟退火算法的组合优化算法,利用组合优化算法对动力系统部件参数进一步优化,在中国城市公交典型工况下,使用Isight、Matlab/Simulink和Cruise软件进行500次联合优化仿真。结果表明:相比于优化前,500次优化后整车综合油耗降低了4.5 L/100 km,节油率达16.6%,同时优化后的发动机和二号电机的工作效率向高效区移动,验证了组合优化算法对动力系统部件参数优化的有效性。

功率分流式混合动力汽车模型预测控制策略

为实现功率分流式混合动力汽车的实时最优控制,有效解决发动机最优燃油经济性与电池荷电状态(state of charge,SOC)合理范围的冲突,提出模型预测控制(model predictive control,MPC)策略,建立预测控制模型和目标函数,预测系统未来需求转矩,并根据预测结果调整发动机和电机转矩。以提高燃油经济性为主要目的,通过线性优化算法和约束最优控制问题实现对输入、输出变量的实时控制。MATLAB/Simulink仿真结果显示,模型预测的控制策略可实现发动机和电机转矩的合理分配,提高燃油经济性,具有更好的实时性和鲁棒性。

功率分流式约束活塞混合动力系统能量管理策略研究

为改善功率分流式约束活塞混合动力系统的燃油经济性,设计了基于规则的能量管理策略。在分析混合动力系统结构的基础上,建立了功率分流式混合动力系统模型;对系统工作模式进行了分析,制定了基于规则的能量管理策略,实现各动力源的功率分配;在MATLAB/Simulink中建立仿真模型,验证能量管理策略的可行性与准确性。在新欧洲行驶工况下的仿真结果表明,该策略能够保证约束活塞发动机基本运行在最优工作区,并且可以有效地分配约束活塞发动机的输出功率,使系统具有良好的燃油经济性。

基于规则的混联式混合动力系统控制策略

为了进一步提高配备混联式液压混合动力的城市公交车的燃油经济性,充分发挥液压混合动力系统高功率密度的优点,该文提出了一种改进的基于规则的控制策略。通过在Matlab/Simulink环境中建立混合动力系统仿真模型,研究基于规则的控制策略在城市客车用混联式液压混合动力系统的适应性、节油效果等。仿真结果表明:采用改进的基于规则的控制策略,配备混联式液压混合动力系统的城市客车可实现23.4%的节油率。

基于补偿滑模控制的混合动力汽车协调控制

由于行星排功率分流式混合动力汽车的结构优势,双行星排功率分流式混合动力汽车已经成为各机构的研究重点。由纯电动模式到混合驱动模式切换的过程中存在发动机起动和发动机转矩引入,而发动机转矩瞬态响应存在迟滞,导致切换过程中动力系统的输出转矩会有较大波动。为减小波动,降低模式切换过程中的动态冲击度,本文中提出补偿滑模控制方法,对双行星排功率分流式混合动力汽车模式切换进行协调控制。首先,建立整车动力学模型,对切换过程每个模式进行分析;之后,针对发动机拖转阶段和混合驱动阶段分别采用补偿控制和基于固定边界层的自适应滑模控制,并对滑模控制进行稳定性分析;最后,结合Matlab/Simulink软件平台进行仿真验证。仿真结果表明,补偿滑模协调控制策略能够有效地减小从纯电动到混合驱动模式切换过程中的转矩波动和冲击度。

基于多岛遗传算法的功率分流式双模混合动力客车参数优化

协调优化混合动力系统设计参数和控制策略参数是提高功率分流式双模混合动力系统综合性能的关键。针对现有多目标遗传算法、粒子群算法以及模拟退火等优化算法实施难度高、求解周期长的问题,以汽车动力性能和电池SOC平衡为约束条件,将油电转换系数引入目标函数,提出一种基于多岛遗传算法(Multi-island genetic algorithm,MIGA)的动力系统设计参数和控制参数集成优化方法。利用Isight仿真平台进行建模仿真,结果表明,在保持车辆动力性、车速跟随以及电池SOC平衡的基础上,相较于优化前,在中国典型城市公交工况下系统等效油耗降低了0.21L/100km,对应节油比例为1.3%。对参数优化后的经济性仿真结果分析发现,优化后发动机向着高负荷区域移动,工作情况得到改善;电机MG1和MG2效率均有不同程度的提高,较好的验证了所提出的参数优化方法的有效性。

一种新型多模式混合动力系统的构型分析

在经典的单行星排功率分流式混合动力系统构型上增加离合器和制动器,使其具有并联直驱挡位,从而组成一种新型多模式混合动力系统。该新型系统具有更高的综合系统效率、更多的混合动力运行模式和更强的动力输出。对新型系统进行较深入分析,阐述各模式下的运行规律,通过杠杆原理对各混合动力模式下的行星排运行和受力情况进行图形化说明。