电动公交客车增程器开关控制策略和等效能耗最小化策略优化

本文中旨在解决增程式电动公交客车单点恒温器能量管理策略下电量维持阶段油耗较高和锂电池组循环充放电深度较大等问题。首先对增程器开关控制策略和等效燃油消耗最小化策略(ECMS)进行优化和仿真验证,然后在增程式电动公交客车半实物仿真平台上进行了试验验证。结果表明:电量维持阶段,优化增程器开关控制策略后,增程式电动公交客车百公里油耗由原来的39. 1降至36. 23L,锂电池组循环充电系数由19. 8/100km降至13. 2/100km,分别降低了7. 3%和33. 3%,但增程器的起停次数有所增加。进一步采用优化的ECMS能量管理策略后,增程式电动公交客车百公里油耗再降至35. 22L,锂电池组循环充电系数进一步降至9. 9/100km,比原单点恒温器控制策略分别降低了9. 9%和50%。

基于等效能耗的汽车行驶工况重构算法研究

汽车行驶工况对汽车的动力性经济性参数的设计开发有重要的参考意义。不同工况对电动汽车的续驶里程有非常显著的影响。本文通过研究汽车实际道路行驶工况,依据等效能耗的原则,通过工况重构算法快速精确地生成等效工况。该技术可应用于智能网联汽车中的个性化动力系统设计与个性化续驶里程预测功能中。

氢燃料电池混合动力有轨电车的自适应瞬时等效能耗优化

城市轨道交通机车负载具有空间分布广泛、冲击性强以及强脉动宽频域变化等特性,致使传统等效氢耗最小化策略(Equivalent consumption minimization strategy,ECMS)在应用到燃料电池混合动力有轨电车的能量管理时,存在工况适应性和鲁棒性差的问题,为此提出一种等效能量因子自适应调整的瞬时优化新方法。将传统马尔科夫链扩展到多维度状态空间中,构建计及运行车速、加速度以及道路坡度时变性的三维转移概率矩阵,采用蒙特卡洛采样法获取工况序列,并进行瞬时特征参数误差分析。基于等效氢耗理论,将电车牵引制动能耗分为内部氢能源的实时燃料消耗和外部储能电源的电能消耗两部分,推导等效能量因子随锂电池荷电状态(Stateofcharge,SOC)自适应调整的数学模型,矫正电-氢能量转化的评估偏差。最后搭建300 kW有轨电车动力系统半主动式仿真平台,应用多维状态空间下的负载功率历程,对比所提策略、传统ECMS策略以及状态机策略的在线运行性能。结果表明,所提的有轨电车行驶工况构建方法瞬态误差低于1.2%,稳态误差低于0.2%,对高精度推演实际行驶场景具有广泛代表性和普适性;所提的能量管理策略根本上解决了基于瞬时优化的方法普遍存在的计算量庞大、控制结构复杂度高、功率分配和能耗无法实现全局最优的问题,工程应用前景广阔。

基于DP-ECMS的插电式混合动力城市客车能量管理策略研究

以一款气-电型插电式混合动力城市客车(PHEV)为研究对象,针对能量管理中的最小能耗问题分别应用电量消耗-电量维持(CD-CS)策略、动态规划(DP)、等效能耗最小化策略(ECMS)和自适应等效能耗最小化策略(A-ECMS)进行中国典型城市工况仿真。在对上述几种能量管理策略仿真结果分析的基础上,提出一种将动态规划与等效能耗最小化策略相结合的DP-ECMS策略。结果表明:DP-ECMS的能耗特性接近动态规划,同时具有等效能耗最小化策略的实时性特点,为PHEV的能量管理提供了参考。

智能微调的混合动力汽车能量管理策略研究

为提高混合动力汽车的燃油经济性,利用深度确定性策略梯度(deep deterministic policy gradient,DDPG)算法优化自适应等效能耗最小策略(adaptive equivalent consumption minimization strategy,A-ECMS)。在基于SOC反馈的基础上考虑上一时刻的需求功率、发动机和电机扭矩来调整等效因子,优化发动机与电机的扭矩输出,达到保持SOC和减少油耗的目的。由FTP75工况训练可知,提出的控制策略可以在原有的强化学习的能量管理策略的基础上用更短的时间学习到更好的控制动作,动作优化了6.05%,训练效率提升了60%,百公里等效油耗同基于规则相比减少了7.07%。在测试工况NEDC上的百公里等效油耗同基于规则能量管理策略相比油耗减少了2.27%,燃油经济性有明显改善。

基于并行深度强化学习的混合动力汽车能量管理策略优化

提出了能量管理策略优化方法,通过深度强化学习中的深度确定性策略梯度(deep deterministic policy gradient,DDPG)算法调整等效因子,以提高燃油利用率,达到SOC保持与油耗降低的目标。受到边缘计算架构启发,建立了基于并行的深度强化学习算法以加快学习速度。在FTP72工况的仿真结果表明:提出的算法使油耗相对基于PID控制器的传统A-ECMS算法降低了7.2%,而以边缘计算架构建立的并行深度强化学习算法使收敛速度提高了334%。

基于临界区传热特性的LNG冷能与空分系统集成与优化

本文提出了一种利用LNG冷能的新型空分流程,利用LNG冷能冷却进入氮压机的下塔顶部氮气并使其节流液化,部分液体作为产品输出,部分液体流入过冷器后进入上塔顶部完成回流,节流产生的高压氮返回LNG冷能换热器补充冷能。本文采用MATLAB编程对该流程进行计算,并考虑冷热流体在临界区比定压热容随温度剧烈变化的特性,分析氮气压缩机入口温度与总压比对系统能耗、LNG冷能利用率的影响。计算结果表明:氮气压缩机入口温度的降低会同时降低氮压机耗功和LNG冷能利用率,系统等效能耗随其先降低后升高;氮气压缩机总压比的升高会增加氮压机耗功与LNG冷能利用率,但系统等效能耗随之降低;将氮气压缩机入口温度选定为准临界温度时冷能利用系统的等效能耗最低,LNG冷能的利用最高效,相较于已有文献研究结果,本研究所设计新流程的单位液体产品能耗与LNG冷能利用率等指标均有大幅度提高。