ISG型混合动力汽车粒子群优化模糊控制研究

针对ISG型混合动力汽车能量分配的控制过程,应用传统的模糊控制存在精度不高、自适应能力有限等问题。提出一种粒子群优化模糊控制的方法。在应用传统模糊逻辑建立控制模型基础上,利用粒子群算法对模糊控制中的隶属度函数进行优化,实现了优化的隶属度函数随环境变化以及负载变化实时跟踪模糊控制器的参数变化。仿真结果表明,与Insight控制策略和传统模糊控制策略相比,该方法能够降低电池组SOC变化,同时提高混合动力系统的燃油经济性。试验结果验证使用该方法能够在一定程度上将电池SOC控制在比较合理的范围。

ISG型混合动力汽车能量管理模糊控制的研究

针对ISG型混合动力汽车的能量分配问题,提出了一种双模糊控制器的结构,分别以油门开度及其变化率和需求转矩与电池SOC作为两个模糊控制器的输入变量,两个控制器输出的加权和为电机目标转矩。样车试验结果表明,与改装前的传统车辆相比,采用双模糊控制器实现能量分配的ISG型混合动力汽车的燃油经济性提高9.5%,并在一定程度上改善了排放性能。

基于全浮式ISG电机的混合动力轿车启动过程

开发了基于全浮式ISG电机的单轴并联式混合动力轿车,分析了整车系统结构和发动机启动控制策略.为了验证所开发的混合动力车相对传统车的优点,在电机试验台架上对ISG电机进行了速度特性和效率特性试验,在混合动力试验台架上进行了混合动力车和传统车的启动喷油脉宽以及HC排放对比试验.试验结果表明:ISG电机在发电和电动模式下,均有较高的输出转矩及效率,和传统车相比,混合动力车启动时间短,没有启动过浓喷油现象,HC排放量约降低21%.

ISG型混合动力汽车发动机启动过程分析

针对ISG(integrated-starter-generator)型混合动力汽车建立相应的ISG电机-发动机仿真模型,研究不同的电机控制策略对发动机启动性能的影响,通过控制电机的转速和转矩快速拖动发动机启动,并根据发动机台架试验确定最优的电机控制策略。试验结果表明,通过合理控制ISG电机能够实现发动机快速启动,取消发动机启动加浓过程,降低启动时的油耗及排放。

轻度混合动力轿车ISG电机特性试验研究

开发了带全浮式ISG电机的并联轻度混合动力轿车,在Matlab/Simulink中建立了整车模型,并对发动机和ISG电机的输出转矩进行了匹配分析。分别在电机试验台和转鼓试验台上进行了ISG电机性能试验和混合动力轿车启动时的排放及油耗试验。结果表明:发动机和ISG电机的输出转矩能满足循环工况需求;在电动和发电模式下,ISG电机均有较高的输出效率;启动时发动机点火提前角从上止点后5°CA推迟到上止点后15°CA,NO_x排放量约降低24.6%;混合动力车消除了原车启动时混合气过浓现象,100km油耗约降低14.2%。

ISG电机转矩补偿的低温预混柴油机瞬态控制

采用ISG电机进行动态转矩补偿,解决低温预混柴油机瞬态过程动力不足的问题。使用自主的燃烧状态分析单元,采集各缸缸压信号,计算燃烧状态指标,并发送给发动机控制单元。通过控制主喷油量和主喷定时,实现基于平均指示压力和放热中点的双闭环反馈的燃烧闭环控制。利用摩擦转矩增量与最大缸压增量之间的线性关系,进行摩擦转矩预估。利用反馈的平均指示压力、平均泵气压力和预估的平均摩擦压力,预估发动机输出的有效转矩。在转矩预估和燃烧闭环的基础上,进行转矩闭环控制。在发动机和ISG电机间进行转矩分配,在瞬态工况下,由于油量限制导致的转矩不足由ISG电机补偿。试验表明:在低温预混燃烧的瞬态加载工况和燃烧模式切换的瞬态工况下,利用ISG电机进行动态转矩补偿,无碳烟排放恶化状况,系统的转矩跟随效果好。

ISG型速度耦合混合动力系统全局最优控制方法

混合动力系统具有节能和环保优势,为了提高混合动力系统的燃油经济性,结合ISG(integrated starter generator)型速度耦合混合动力系统的结构,构建了系统动力学模型。利用动态规划方法,设计了以发动机节气门开度和电机转矩为控制变量,以发动机转速和电池SOC等为状态变量,以整个循环发动机燃油消耗最低为目标函数,电池SOC维持平衡和限制频繁换挡为附加代价函数的动态规划算法。仿真结果表明:与传统的基础车型相比,混合动力系统燃油经济性提高了35.5%。

ISG电机对柴油机能量回收—存储—使用总能效率的调控作用

针对重型柴油机余热能的回收利用问题,提出了采用朗肯循环回收排气能量发电-蓄电池存储-电动冷却附件和起动发电一体机(integrated starter generator,ISG)电机协调用电的系统构型。通过调节ISG电机的功率,在实现产电和用电平衡的基础上,管理发动机及能量回收、储存及使用各环节的运行状态,以获得最大的总能效率。在基于GT-Suite的发动机及整车仿真平台上,研究了ISG电机发电/用电功率对发动机、朗肯循环、蓄电池及电动冷却附件的影响规律,揭示了系统间的耦合关系;然后从总能效率的角度,研究了ISG电机的作用规律,提出了ISG电机的优化控制策略。研究表明:ISG电机可在维持产电用电平衡同时,优化发动机及能量回收-储存-使用环节效率;该系统在道路工况下百公里油耗降低了9.8%~11.7%。

电动车辆ISG电机全性能检测台架研制

基于交流电机拖动/加载技术,通过整流/逆变一体化的高性能电源并整合测试仪器,研制了电动车辆用ISG系统的稳态和动态性能测试台架。利用PC控制和测试软件,该台架能够实时地对测试数据进行存储和显示,其动态性能良好。台架实现了基于同一平台的包括电机电驱动和发电特性的测试要求,节约了测试时间和测试成本。基于该台架完成了十余套电动车辆用电机的测试试验工作。

中度混合动力汽车ISG电机优化设计

提出了一种对混合动力ISG电机优化设计的方法。通过数据总结设计要点,提出设计方案。借助电磁场有限元分析对优化电机进行详细的设计计算。然后对计算结果进行工程化设计,制作样机进行试验,最终将优化设计结果应用于新一代的产品。

Torque Ripple Suppression Control Strategy for Brushless Integrated Starter/Generator Wound-Field Synchronous Motor

A flux linkage compensation field oriented control (FOC) method was proposed to suppress the speed and torque ripples of a brushless wound-field synchronous motor in its starting process. The starting process was analyzed and the model of wound-field synchronous electric machine was established. The change of field current of the electric machine was described mathematically for simplified exciter and rotate rectifier. Based on the traditional field control, the flux linkage compensation was introduced in d-axis current to counteract the flux ripple. Some simulation and preliminary experiments were implemented. The results show that the proposed method is feasible and effective.

一种ISG双电机PHEV混合动力系统匹配研究

依托某商用车PHEV混合动力系统架构应用案例,对一种ISG双电机PHEV混合动力系统工作原理及其系统匹配仿真方法进行系统研究。ISG双电机系统架构PHEV混合动力系统相对传统发动机直驱内燃机车辆,综合经济性能突出,具有较高的实用价值。

分数槽集中绕组的ISG电机涡流损耗分析

应用于混合动力电动汽车ISG系统的永磁电机的永磁体涡流损耗是影响电动汽车安全性能的重要因素,需要对其进行深入研究。以一台应用于混合动力汽车ISG系统的分数槽集中绕组永磁同步电机为研究对象,建立其1个周期内的有限元仿真模型。求解了不同槽肩高下的空载气隙磁密,根据气隙磁密波形畸变率结果优化定子槽肩高的设计,从而降低永磁体涡流损耗。总结了定子槽肩高的设计原则,当槽肩高小于2倍气隙时,增大槽肩高能有效减少永磁体涡流损耗。通过样机实验验证了电机设计的合理性。

ISG电机平台下散热分析与优化

研究基于P2演示样机ISG电机的冷却系统,通过计算分析和台架试验发现该电机以ATF油作为冷却介质,采用电机与变速器串联的冷却布置方式时,不能满足电机冷却要求。针对此问题,根据电机的结构特点,结合传热学相关知识,对电机的冷却进行优化。优化后采用50%乙二醇作为冷却介质,选用电机与大水箱串联的冷却布置方式,确定出3-6-10L·min-1的三级流量控制策略,从而使电机的冷却在满足工作要求的前提下更加高效、可靠,对电机冷却介质选用和冷却系统设计与优化有一定的指导意义。

P2混动架构耦合机构ISG电机用转子毂总成的设计开发

转子毂总成是一种用于ISG电机转子的安装以及与耦合机构其他部件连接的毂类零件。转子毂的设计会对ISG电机本身动力性及经济性产生一定的影响。文章以某P2架构耦合机构ISG电机上所用的转子毂总成为例,简要分析并总结了该类零件的开发设计要素。

汽车发动机起动过程的动力学仿真

发动机怠速自动起停是混合动力汽车的重要工作模式,它能避免发动机在怠速下运行,有效减少燃油消耗、尾气排放和发动机磨损.对混合动力汽车起步时发动机起动动力学进行了系统研究,基于发动机起动过程的阻力特性的建模与仿真,提出了ISG电机驱动控制策略,建立了ISG电机-发动机的综合控制模型,进行了发动机起动过程中的动力学仿真.仿真结果表明,所采用的ISG电机满足快速起动发动机的时间要求.

四轮驱动混合动力汽车整车控制策略优化

基于兼具ISG起动电机和轮毂电机的四轮驱动混合动力汽车结构平台,选用具有512 KB闪存的Freescale单片机MC9S12DP512作为控制器的CPU,在Code Warrior V4.5开发环境下编写控制策略并进行现场测试.该策略以电辅助控制策略为主,融合模糊逻辑控制和SOC平衡控制,既提高了车辆行驶平顺性,又优化了发动机运行工况点以及电池的工作状态.

发动机怠速自动起停系统控制策略的试验研究

文章在介绍发动机怠速自动起停系统的基础上,制定了怠速自动起停控制逻辑及其实现方法。为了实现ISG电机启动发动机时的最大转矩输出和避免发动机开始点火瞬间的转速波动,ISG电机采用转速、电流双闭环矢量控制,基于滑模变结构控制方法设计了转速调节器和电流调节器。试验结果表明,ISG电机不仅能在规定的时间内高转速启动发动机,而且能避免低温时发动机点火瞬间的转速陡降,ECE工况下的节油率达到了16.91%,NEDC工况下的节油率达到了8.92%。

混合动力发动机快速起动过程模拟与分析

基于自主研发的ISG轻度混合动力电动汽车,分析了其发动机快速起动瞬态过程。采用实车试验数据,得到了发动机起动过程的阻力矩特性。利用Matlab/Simulink软件建立了快速起动过程仿真模型,进行了冷/热起动性能仿真。分析了不同起动控制参数、电机设计参数和旋转部件转动惯量等参数对发动机起动性能的影响,并遴选出相对较优的设计参数,为发动机快速起动过程的优化奠定了基础。

电动车用电动机温升试验研究

电动车辆用ISG(Integrated Starter/Generator)电机系统稳态和动态性能测试台架实现了基于同一平台的包括电动机驱动和发电特性的测试要求。利用该台架并基于温升理论,分别对混合动力轿车ISG电动机系统进行冷态堵转转矩56N.m。堵转电流18.8A的堵转温升试验,电动机转速1000r/min、转矩72N.m的恒转矩温升试验和电机转速4000r/min、转矩33N.m的恒功率温升试验,得出混合动力轿车ISG电动机系统在给定条件下工作,其温升分别为37K、69.04K和58.25K,均符合设计要求。