基于规则修正的同轴并联混合动力客车瞬时优化能量分配策略

同轴并联混合动力客车因其动力总成构型较传统构型改动小、能量传递效率高且易于实现多模式运行而在公交客车领域得到广泛的应用。应对复杂瞬变的公交工况,如何设计高效的能量分配策略实现混合动力客车的高效节能已成为近期的研究热点。针对同轴并联构型混合动力客车建立逆向仿真模型,在分别对规则式能量分配策略和瞬时优化分配策略分析的基础上,考虑发动机切入/退出动力系统时机对于整车燃油经济性的影响,提出一种基于规则修正的瞬时优化能量分配算法。将发动机切入/退出判定引入到瞬时优化算法中,并对该策略进行仿真与道路试验验证。实车验证结果表明所提出的策略能够提升节油率约5%,是一种具有实际应用前景的并联混合动力客车能量管理方法。

并联混合动力客车等效燃油经济性分析

在实际道路行驶条件下,测量了两辆并联混合动力客车(PHEV)的油耗和电量消耗,并分别采用SAEJ2711和GB/T19754推荐的方法计算等效油耗,评价PHEV的节油效果,并考察了整车质量和空调运转对PHEV燃油经济性的影响。结果表明,K值小于1%时,分别按SAE J2711(不修正)和GB/T19754(进行电量修正)两种方法得到的100km能耗的相对差别在0.7%以内;PHEV相对传统车辆的节油效果明显,两辆PHEV的节油率分别为14.78%和15.65%;在空调开启工况下,PHEV的100km等效油耗比空调关闭工况下增加42%以上。

CA6100SH8并联混合动力客车工作模式与功率分配研究

以一汽自主开发的CA6100SH8并联混合动力客车为例,简要介绍其总成构型方案和控制系统原理;详细论述了混合动力客车的各种工作模式和各种模式的输入条件、输出结果,以及各种模式中发动机、电机之间的功率分配算法。最后基于离线仿真和整车试验验证了上述工作模式和功率分配算法的正确性。

一种新的并联混合动力客车的自适应控制策略

在自适应控制策略的基础上建立了基于工作效率的等效油耗模型。针对自适应控制策略优化过程复杂、计算量大的缺点,提出一种瞬时优化算法与逻辑门限判断相结合的新的自适应控制策略,并利用Matlab/Simulink/Advisor仿真平台进行了建模仿真研究。仿真结果表明,这种控制策略在仿真时间缩短且保持电池SOC状态稳定的情况下,有效地改善了混合动力客车的燃油经济性和排放性。

基于V+v开发模型研制双轴并联混合动力客车整车控制器

使用基于模型和自动代码生成技术研究整车控制器(VCU)的控制策略和算法及其代码化,结合软件开发平台技术,按照V+v开发模型对双轴并联混合动力客车的VCU进行了开发。分析讨论了V+v模型中每个节点的关键技术,全新开发了VCU的控制策略和算法,基于相同模型利用多种仿真模式对自动生成的产品质量代码进行了测试。以符合OSEK标准的OS为核心构建了适用于32位微控制器的软件开发平台。最后,在半车试验台和整车上对VCU进行了功能测试和验证,结果表明采用V+v模型开发VCU可以提高开发质量、缩短开发周期、降低开发成本。

CA6100SH8并联混合动力客车制动能量再生系统开发

提出一种新的制动能量再生系统。通过在CA6100SH8混合动力客车原装ABS系统的基础上增加压力传感器、双向单通阀和补气阀,配上控制模块,实现了驾驶员的制动意图,并达到最佳的制动能量回收效果;同时还确保了电机失效时的可靠制动。实车试验验证了该系统的制动能量再生功能。

基于Advisor的并联混合动力客车动力匹配仿真分析

以并联式混合动力客车为研究对象,根据车辆动力学理论建立数学模型.对其动力总成部件进行选型及参数匹配,在MATLAB/Simulink环境下建立其仿真模型,并将模型嵌入到Advisor2002中.运用FTP75循环工况对车辆的加速时间、最大爬坡度和最高车速等动力性能参数以及百公里油耗进行仿真,并与传统客车性能参数对比.结果表明:混合动力客车的动力性很好地满足了设计要求;与传统客车相比,节油率达到31.8%.该混合动力客车动力总成各部件参数匹配合理,能够达到预定的性能目标,可为动力系统的匹配设计提供参考.

并联混合动力客车建模与仿真分析

针对并联混合动力客车建立了车辆控制系统模型、各主要部件模型、车辆动力学模型和整车模型。在此基础上,基于台架试验数据对仿真模型的准确性进行了验证,通过对仿真结果与台架试验结果的对比表明两者吻合度较好,说明模型的精度和实用性较好,能够满足系统开发需求。

基于NSGA-Ⅱ的并联混合动力客车传动比优化

对装有5挡变速器的并联式混合动力客车进行了动力系传动比的经济性和动力性双目标参数优化设计。基于并联式混合动力客车的电辅助式控制策略,利用AVL-Cruise建立其整车仿真模型。以该客车的动力性及单次充满电的续驶里程为约束条件,以最小等效百公里耗气量和0~50 km/h的加速时间为优化目标,在Isight软件平台上设计多目标优化模型。采用非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）对变速器传动比及主传动比进行多目标优化,并对优化结果进行了并联式混合动力客车性能仿真。与优化前相比,在保证动力性的基础上,其等效百公里耗气量下降了8.4%,0~50 km/h的加速时间缩短了1.1%。

并联混合动力客车工作原理和节油方法

轻度并联混合动力系统如图1所示,轻度并联式混合动力(以下简称并联式混合动力)系统主要由发动机(含ECU)、离合器、变速器(含耦合器)三个传统传动部件以及电机、电机控制器、整车控制器(VCU)、储能系统四个电气部件构成。并联式混合动力系统的基本工作原理:整车控制器(VCU)

并联式混合动力客车2参数换挡规律的分析与设计

根据双轴并联式混合动力客车的结构形式以及所运行的中国典型城市工况,选用并联电辅助控制策略.基于该控制策略,以并联式混合电动客车的工作模式和油门开度作为2参数设计变量,提出了一种分段交叉式的换挡规律设计方法,即在不同的工作模式和油门开度下,选择合适的换挡规律的交叉式设计方法.利用AVL Cruise仿真软件建立了整车模型,与Matlab联合仿真,设计了并联电助力式控制策略及换挡规律,并对该双轴并联式混合动力客车的动力性、经济性进行了仿真分析.结果表明:该换挡规律与最佳经济性换挡规律相比在加速性能方面提高了6.3%,与最佳动力性换挡规律相比经济性有了很大改善;能够在保证整车动力性的同时兼顾经济性,是一种更加合理的整车换挡规律.

并联混合动力城市客车AMT换挡控制策略

为了实现混合动力城市客车快速换挡,减少动力中断时间,基于质量-弹簧-阻尼模型对并联混合动力传动系统进行动力学建模.提出利用线性二次高斯和回路传输恢复(LQG/LTR)方法设计摘挡控制器,对摘挡阶段转速振荡进行主动抑制;设计基于模型预测控制(MPC)理论的电机转矩调节器以最小化主动同步时发动机转矩脉动,实现快速同步,并适应混合动力多运行模式带来的离合器状态的不确定性.对上述混合动力AMT换挡过程控制策略分别进行仿真和实车平台验证,试验结果表明:该策略能够将换挡时间控制在1 s内,且冲击度处于合理范围内.应用上述换挡控制策略有助于提高城市客车的舒适性,推进混合动力城市客车AMT系统的产业化.

并联式混合动力客车能量管理策略研究与仿真分析

针对并联式混合动力客车,以实现中国典型城市公交循环工况下整车系统效率最优为目标,对混合动力系统工作区域进行划分,制定出整车能量管理控制策略,并对纯电工作模式切换进入并联工作模式的转矩协调控制过程进行了研究与分析。通过调节各种工作模式下的临界负荷曲线,并在中国典型城市公交工况下进行性能仿真分析,得出油耗最低的最优临界负荷曲线,并将其应用在样车上进行试验,试验油耗为28.9 L/100 km,相对传统的基准车型油耗达到了31.2%的节油率,节油效果明显。

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。

不同技术路线混合动力公交客车适应性分析

基于昆明市新能源汽车数据采集及实时监控平台,对在昆明市同一线路运行的并联式混合动力公交客车(PHEV)、混联式混合动力公交客车(SPHEV)和常规客车的节油率及故障数进行了比较分析。结果表明,SPHEV年平均节油率为18.91%,PHEV年平均节油率为10.52%,节油效果明显;SPHEV和PHEV当量故障数明显高于常规客车,其中SPHEV故障率更高。

基于马尔科夫链的并联PHEB预测型能量管理策略研究

为使能量管理策略更好地面向实时应用,本文中针对一款装有自动机械式变速器(AMT)的并联插电式混合动力客车(PHEB),展开预测型控制策略的研究,以实现挡位选择和功率分配的协同优化。首先,基于马尔科夫链模型,计算转矩状态转移概率,得到不同预测时域长度的预测车速;在此基础上,进行滚动时域内的功率分配和挡位选择协同优化。其中,在滚动时域内的优化选择含电池SOC和挡位两个状态变量的二维动态规划(DP)算法。分析了不同预测时域长度对预测结果的影响,并对动态规划、基于规则的能量管理策略和预测型策略进行对比。结果表明:与基于DP的能量管理策略相比,本文中提出的预测型策略的能耗增加了17.3%,但与基于规则的能量管理策略比较,预测型策略的能耗降低了29.7%。

混合动力客车模式切换多控制器的协调控制

分析了并联混合动力客车由纯电动驱动模式向发动机单独驱动模式切换的过程,借鉴了切换系统的基本思想,提出混合动力客车模式切换多控制器的协调控制策略;按照离合器的状态将驱动模式切换过程划分为3阶段,根据车辆运行所处的不同阶段,设计了Fuzzy-PI控制器与滑模控制器对发动机与驱动电机进行动力协调控制;以冲击度作为评价模式切换品质的量化指标,在MATLAB/Simulink/Stateflow中建立了并联混合动力系统仿真模型,搭建了整车试验平台,分析了协调控制的效果。仿真结果表明:未采用协调控制策略时,在离合器滑摩阶段,由于离合器两端转速差较大,其传递摩擦转矩会产生约189N·m的扰动,导致车速骤降,反向的最大冲击度约为41.2m·s^(-3);采用协调控制策略后,在整个模式切换过程中冲击度变化范围为-3~4m·s^(-3),保证了动力传动系统输出的平稳性,有效地抑制了驱动模式切换过程中对车辆所造成的冲击;在一完整的驱动模式切换中,实际车速的偏差小于5%,冲击度控制在-5~7m·s^(-3),试验结果与仿真结果基本一致,证明了该策略的可行性与有效性。

基于遗传-蚁群算法的PHEB模糊控制策略优化

以并联式混合动力客车(PHEB)为研究对象,设计了以整车需求转矩与发动机最佳转矩之差以及超级电容荷电状态为输入,以发动机转矩为输出的模糊控制器,并应用遗传-蚁群算法对其进行隶属度函数和控制规则优化。基于MATLAB/Advisor建立了PHEB模糊控制策略模型和整车模型,并对优化前后的实例PHEB性能进行了仿真分析。研究结果表明,优化后的模糊控制策略能够满足设计要求,且等效燃料消耗量比优化前降低了10.2%。