插电式混合动力汽车的建模与仿真研究

为了满足我国快速发展的混合动力汽车开发测试研究需求,在系统仿真软件MATLAB/SIMULINK中,采用理论模型和真实试验数据相结合的建模方法,建立插电式混合动力汽车整车模型。根据混合动力汽车功率源的运行情况,设计了五种基于逻辑门限的行车模式切换过程的控制策略并基于SIMULINK/STATEFLOW完成该控制策略搭建,通过标准循环工况NEDC仿真整车模型,仿真结果表明所建立的插电式混合动力汽车仿真模型的合理性和可行性,设计的控制策略能有效地控制混合动力系统工作在高效区,在保证整车动力性的同时,提高了电能使用率及汽车的燃油经济性,为混合动力汽车开发设计、离线评估提供了参考。     

插电式混合动力汽车控制策略与建模

为了深入分析插电式混合动力汽车能量管理控制策略就需要建立准确的插电式混合动力汽车仿真测试模型,分析影响能量管理系统的因素。利用MATLAB/SIMULINK软件基于实验数据和理论模型相结合的方法对插电式混合动力汽车建模,根据插电式混合动力汽车传动系部件的工作特征对应建立各部件的数学模型,并建立了基于规则的能量管理控制策略对整车的动力性与经济性进行计算仿真验证,计算结果表明建立的插电式混合动力汽车仿真模型和能量管理控制策略能够有效确保发动机处于高效区域运行并改善整车燃油经济性,控制策略可靠有效。     

PHEV动力系统匹配及控制策略研究

针对PHEV插电式混合动力系统存在的变速箱系统复杂庞大、动力系统集中在同一驱动轴上等问题,为简化变速箱,并将动力分布到前后轴,优化动力性能设计开发一种全新的插电式混合动力系统。研究的PHEV插电式混合动力系统采用单挡变速箱,简化了变速箱结构空间并降低了质量;三动力源分布前后轴,充分利用路面附着力来提高整车动力性。根据整车动力性能要求进行动力系统的参数匹配,在AVL Cruise软件中搭建整车模型。在保证动力性能的情况下以经济性最优为原则,在Simulink软件中编制整车驱动控制策略。进行AVL Cruise与Simulink软件的联合仿真,验证全新PHEV插电式混合动力系统与整车驱动控制策略能有效提高整车的动力性及经济性。     

基于Matlab与Cruise联合仿真的插电式混合动力汽车控制策略研究

插电式混合动力汽车可以外接电网充电,因此为提升整车经济性,应更多地使用廉价、清洁的电能。本文制定插电式混合动力汽车基于CD-CS工作模式的控制策略,并应用Matlab与Cruise软件联合仿真,得出结果验证了该控制策略满足动力性、经济性的要求。     

功率分流式混合动力汽车整车参数匹配与优化研究

针对功率分流式混合动力汽车,首先根据整车设计参数及动力性能目标要求,分别对电机、动力电池组、发动机、主减速器和行星排等传动系统部件进行参数匹配,并运用AVL-Cruise软件建立目标车辆整车模型;其次在满足动力性能目标的前提下,运用AVL-Cruise和Isight软件搭建联合仿真模型,分别采用粒子群优化算法和多岛遗传算法,将行星排特征参数和主减速器传动比作为优化参数,百公里油耗和电耗加权之和作为优化目标进行优化研究,并对比分析2种优化算法的计算结果来获得兼顾动力性能和经济性的最优结构参数,为研究功率分流式混合动力汽车传动系统提供理论依据。     

插电式混合动力汽车能量管理策略研究综述

插电式混合动力汽车(Plug-in hybrid electric vehicles,PHEV)作为传统混合动力汽车向电动汽车的过渡车型,因电功率提升使得混合动力汽车具有深度混合特性,可高效可靠地应对汽车全工况功效需求,因而在新能源汽车领域得到广泛应用。其中,能量管理策略作为插电式混合动力汽车的核心控制逻辑,性能优劣将直接决定整车的经济性、动力性、驾驶性等的好坏,对此出现了大量相关研究文献。基于此,对近年来插电式混合动力汽车的能量管理策略的研究进展以及发展趋势进行综合分析,并从各策略的优化效果以及实时应用潜力等角度进行评价对比,最后对插电式混合动力汽车能量管理策略未来的发展趋势进行了展望。     

插电式混合动力汽车选型和匹配研究

首先根据动力系统结构的不同,对各种插电式混合动力汽车进行归纳分析。然后综合最高车速、最大爬坡度和百公里加速时间需求,对插电式混合动力汽车的动力性进行选型和匹配分析;其次结合纯电续航里程、综合工况油耗和电机功率需求,对插电式混合动力汽车所需电池包进行选型和匹配分析;最后结合充电需求对插电式混合动力汽车的车载充电系统进行选型和匹配分析。     

新型行星齿轮插电式混合动力系统设计与仿真分析

提出了一种新型行星齿轮插电式并联混合动力传动装置。利用优化算法得到了行星齿轮传动装置的主要参数。为了评估其燃油经济性和动力性能,参照国产某品牌SUV车型参数,基于ADVISOR软件建立了插电式混合动力车辆的仿真模型,在NEDC循环工况下对该插电式混合动力车辆模型进行了电荷耗尽模式和持续充电模式仿真。结果表明,所提出的新型混合动力系统能够满足GB/T 32694—2016要求。新型行星齿轮插电式混合动力系统仅使用一台电动机,混合动力装置结构紧凑,价格低廉,占用空间小。     

混合动力汽车动力系统参数匹配及优化分析

基于混合动力汽车动力性设计基本要求,从动力学出发建立了整车功率平衡计算模型,给出了基于系统动力性需求来确定混合动力汽车动力系统参数及驱动模式的方法、步骤,并给出了在满足整车动力性后的经济性优化方法。对一种采用单行星排与定轴轮系动力耦合的多模混合动力驱动方案进行了分析。运用MATLAB/Simulink建立了基于该方法和设计参数的整车仿真分析模型,进行了动力性和ECE_EUDC循环工况下的经济性仿真分析。仿真结果表明,该方法和步骤所确定的多模混合动力汽车动力系统驱动模式多样,在满足整车动力性设计要求的同时,经济性比具有相同整车参数及动力源参数的Voltec结构提高了17.57%。     

基于遗传算法的插电式串联混合动力汽车动力参数优化

针对插电式串联混合动力汽车(PSHEV)动力参数优化问题的多目标、有约束和高度非线性的特点,应用遗传算法工具箱和ADVISOR的非GUI函数,以整车设计要求的动力性能指标为约束条件,以整车百公里燃油消耗量和排放性能为目标函数,建立了PSHEV动力参数优化的仿真模型,实现了对PSHEV动力系统部件参数和控制策略参数的同时优化。最后应用该优化模型对某PSHEV进行仿真分析,结果表明该优化仿真模型能够显著降低PSHEV的百公里燃油消耗量,在保证动力性能的前提下,整车的燃油经济性和排放性能也得到了提高。     

新型功率分流式混合动力传动系统工作模式分析与参数设计

提出一种基于金属带式无级变速传动(Continuously variable transmission, CVT)与行星齿轮机构的新型功率分流式混合动力汽车动力传动系统方案,分析该系统所具有的各种工作模式,并针对长安某车型参数完成了动力系统和传动系的参数匹配设计.在MatLab/Simulink环境下建立基于该系统的整车性能仿真模型,进行整车动力性能及UDDS/10～15循环工况下的燃油经济性仿真计算分析,结果表明所提出的新型混合动力传动系统百公里加速时间仅为9.65 s,UDDS和10～15循环工况下的等效百公里油耗分别为4.32、3.74 L.     

基于等效油耗最小的四驱混合动力汽车能量管理

提出了一种基于遗传算法优化的四驱混合动力汽车等效油耗最小控制策略。针对四驱混合动力的特点,建立了整车动力学模型,设计了基于等效油耗最小的瞬时能量管理优化策略。为进一步提高四驱混合动力汽车的燃油经济性,采用遗传算法优化了等效油耗最小策略的关键参数。硬件在环仿真结果表明,基于遗传算法优化的等效油耗最小策略可以实现整车能量优化管理,与基于规则的能量管理策略相比,其在典型工况下的平均燃油经济性高8.94%,比优化前的等效油耗最小策略的燃油经济性高2.68%。     

混合动力汽车扭矩分配策略研究

混合动力汽车的燃油经济性是其优越于传统汽车的最重要特征,因而如何进一步降低油耗是混合动力汽车需要重点解决的问题。基于H平台插电式混合动力汽车的P2构型,分析扭矩分配中的关键影响因素即发动机比油耗及电机效率,引入等效比油耗和等效发电系数,提出一种基于系统效率最优的扭矩分配策略。该控制策略能够合理地将需求扭矩分配至发动机和电机,让发动机和电机的系统效率最优、等效油耗最低,从而降低混合动力汽车的油耗,提高燃油经济性。     

动力电池管理系统核心控制策略开发

插电式混合动力汽车具有电池荷电状态(SOC)使用范围大、整车的工作模式多、用户使用情况复杂等特点,且磷酸铁锂的电池单体电压曲线相对于三元材料的锂离子电池单体曲线更加平坦,低温充电能力差等,因此对锂离子动力电池管理系统的核心功能和性能提出了比纯电动汽车和混合动力汽车更高的要求。开发基于AH积分和静置后上电电压修正以及车载充电机充电修正的SOC估算策略;测试充放电许用功率曲线,开发了动力电池故障、低温低电量下充放电许用功率估算策略。目前东北示范的某型号汽车均采用了此控制策略,整车在各种不同复杂工况、工作模式和高、低温环境条件下运行状态良好,保持较低的动力电池故障率,能够满足示范运营的要求。     

基于最优功率分配因子的插电式混合动力汽车实时能量管理策略研究

插电式混合动力汽车兼顾传统混合动力汽车和纯电动汽车的优点,即具有较长的续驶里程又具有较好的燃油经济性,插电式混合动力汽车的实时能量管理策略是发挥节能潜力的关键技术。为解决具有手动行驶模式选择功能的P2构型插电式混合动力汽车的能量管理实时优化问题,定义发动机和电机功率分配因子,在任何SOC下从电量消耗模式切换到电量维持模式时,提出通过功率分配因子动态调整发动机最优工作曲线获得最佳的燃油经济性的实时能量管理策略。建立功率分配因子全局优化模型,利用自适应模拟退火算法离线优化功率分配因子,研究功率分配因子和SOC对整车燃油经济性的影响规律,得到在不同SOC的最优功率分配因子控制线。从而建立基于最优功率分配因子控制线的插电式混合动力汽车实时控制能量管理策略。在多个循环工况下对比仿真分析不同SOC下的燃油经济性,结果表明基于最优功率分配因子的能量管理策略使得燃油经济性改善幅度最大可达16.99%。     

插电式混合动力电动城市客车油耗·能耗与排放的研究

分析插电式混合动力电动城市客车在各种不同的纯电动模式续驶里程下的油耗、能耗与排放,为插电式混合动力电动城市客车的设计提供参考。     

基于ADVISOR的混合动力公交车经济性仿真

混合动力汽车是目前解决环境污染和能源问题切实可行的方案。基于Advisor软件,先确定动力混合形式,在根据其各个性能的要求对发动机、电机等部件进行参数设计及整车建模。采用功率跟随式控制策略,在仿真软件Advisor里将各参数输入,并且修改相关控制策略,最终得到仿真结果。其结果表明与传统内燃机汽车相对比,串联式混合动力汽车无论是在动力性还是在燃油经济性和排放性能上面都有着较大的优势。     

一种水陆两栖车的增程式动力系统设计与仿真

以水陆两栖履带车为研究对象,采用增程式结构设计混合动力系统。基于设计参数和性能指标,通过汽车动力学计算得出满足设计条件的动力系统功率需求和扭矩需求,进而对动力元件选型与匹配计算。基于CRUISE汽车仿真软件,建立增程式结构的整车模型,并设置工况仿真和进行性能指标验证。所设计的增程式动力系统满足设计指标,整车的动力性较好,满足续驶里程要求。为后续进行的实验室台架试验奠定基础。     

基于粒子群算法的PHEV动力参数和控制策略参数优化

以某款新开发的插电式混合动力汽车(Plug-in hybrid electric vehicle,PHEV)为研究对象,在完成传动参数匹配和控制策略设计的基础上,利用CRUISE建立了PHEV整车仿真模型。采用优化软件Isight集成Cruise整车模型,建立了以动力性能指标为约束条件,以百公里燃油消耗量和排放性能为目标的PHEV参数优化的模型,利用粒子群优化算法对PHEV的传动系统参数和控制策略参数进行多目标综合优化,并进行了仿真分析比较。结果表明,在UDDS循环工况下进行动力参数优化后的PHEV百公里燃油消耗降低12.5%,等效百公里燃油消耗降低10.7%。     

ISG型PHEV动力总成系统设计与仿真

为提高混合动力汽车燃油经济性和动力性,以ISG型并联式HEV为对象,以某型传统车参数为参考,根据整车运行功率需求,提出一种更加简便的方法来对其动力总成系统进行设计,对各总成部件进行了参数设计计算。提出了基于ADVISOR软件平台的Insight车型模型较为快捷的整车二次开发,对动力总成系统的设计值进行仿真测试。结果表明:所设计的ISG型PHEV动力总成部件能够满足匹配要求,可进一步提高整车的经济性和动力性,设计方法正确可行,提供了更为便捷地进行混合动力汽车实车研发的参考依据。