基于车辆工况试验的混合动力系统动力分配

动力分配控制技术被普遍认为是混合动力汽车控制的核心技术,其动力分配是否合理、灵活以及精准直接影响着混合动力汽车各方面性能表现。通过对混合动力汽车不同运行工况的道路试验测试,研究混合动力系统动力分配控制策略,分析混合动力汽车在不同工况、不同电池SOC值和不同加速踏板开度时,混合动力系统如何分配发动机和电机动力。试验表明,混合动力系统控制单元根据驾驶人的驾驶意图,在保证驾驶人需求的基础上,同时兼顾发动机稳定工作在最优工作区域,实现既可以有效节省燃油,又不会因为考虑燃油经济性而影响车辆的动力性。     

基于行驶工况的零部件耐久性测试工况构建

针对汽车零部件耐久性测试工况获取过程复杂的问题,提出了通过实际行驶工况解析出零部件耐久性测试工况的方法.基于西安市某线路纯电动公交车实际运行数据构建得出行驶工况,根据车辆实际参数建立整车仿真模型,仿真并计算得到基于实际行驶工况的电机输出轴应力载荷工况.由线性疲劳累计损伤理论和电机输出轴材料S-N曲线得出电机输出轴损伤值计算方法,并通过四峰谷值雨流计数法统计出不同应力载荷工况下的电机输出轴受到的损伤值,从而得出对应的循环寿命,选择寿命最短的行驶工况对应的电机转速工况和转矩工况作为电机输出轴耐久性测试工况.     

基于行驶工况的零部件耐久性测试工况构建

针对汽车零部件耐久性测试工况获取过程复杂的问题,提出了通过实际行驶工况解析出零部件耐久性测试工况的方法.基于西安市某线路纯电动公交车实际运行数据构建得出行驶工况,根据车辆实际参数建立整车仿真模型,仿真并计算得到基于实际行驶工况的电机输出轴应力载荷工况.由线性疲劳累计损伤理论和电机输出轴材料S-N曲线得出电机输出轴损伤值计算方法,并通过四峰谷值雨流计数法统计出不同应力载荷工况下的电机输出轴受到的损伤值,从而得出对应的循环寿命,选择寿命最短的行驶工况对应的电机转速工况和转矩工况作为电机输出轴耐久性测试工况.     

基于模糊控制策略的PHEV仿真研究

针对并联式混合动力汽车,在电辅控制策略的基础上设计一种基于模糊逻辑推理的动力分配控制策略。将其模型嵌入仿真软件ADVISOR中,在CYC_EUDC循环道路工况下进行仿真计算。仿真结果表明:与电辅控制策略相比,采用模糊逻辑控制策略的混合动力电动汽车具有较好的经济性、排放性、鲁棒性,能够使发动机尽量集中工作在优化工作曲线附近,并保证电池SOC在较小的范围内变化。     

基于模糊控制策略的PHEV仿真研究

针对并联式混合动力汽车,在电辅控制策略的基础上设计一种基于模糊逻辑推理的动力分配控制策略。将其模型嵌入仿真软件ADVISOR中,在CYC_EUDC循环道路工况下进行仿真计算。仿真结果表明:与电辅控制策略相比,采用模糊逻辑控制策略的混合动力电动汽车具有较好的经济性、排放性、鲁棒性,能够使发动机尽量集中工作在优化工作曲线附近,并保证电池SOC在较小的范围内变化。     

矿用汽车动力源功率匹配控制策略

针对矿用汽车发动机工作点分布于燃油低效区的问题,提出了基于功率匹配的交流传动控制策略,使得传动系统能够根据车辆工况的变化相应改变发动机输出功率。确定了电传动系统功率区,引入了车辆负荷度评价车辆所处工况的负荷程度,设计了3层结构的控制策略,上层算法中使用滑动平均滤波算法对轮边电机转速进行预处理,计算车辆负荷度;中层算法利用三维模糊控制器,根据车辆负荷度及发动机转速计算了参考功率;下层算法中驱动系统追踪给定的参考功率,实现了矿用汽车的功率匹配。为验证功率匹配控制策略的控制效果,搭建了电传动试验平台进行验证。验证结果表明:控制策略能够快速识别矿用汽车启动、爬坡、突遇负载、下坡等常用工况的负载变化,并计算适合当前负载的驱动功率,保障了矿用汽车在恶劣工况下的动力性;稳态试验考察了控制策略下矿用汽车的节油效果,发动机工作点分布在最佳燃油经济性曲线附近,负载为40kW时,功率匹配控制策略的燃油消耗量比满足最大功率需要策略减少10.8%,负载为80kW时,功率匹配控制策略的燃油消耗量比满足最大功率需要策略减少4.8%,验证了功率匹配策略的有效性与可行性。     

机舱热管理气流流动分析与试验相关性研究

针对某三厢轿车,测试了怠速、最大扭矩和70%最高车速三种工况下通过冷凝器、散热器的空气流速和流量,建立了整车状态下的机舱热管理仿真分析模型,进行了试验与仿真分析的相关性研究,其中不同工况下风扇转速是影响分析结果的主要因素之一,总结了该类型车辆满足冷却性能的必要条件。     

基于dSPACE的混合动力汽车再生制动试验台研究

为验证混合动力汽车开发中的再生制动控制策略,研制一种基于dSPACE的混合动力汽车再生制动试验台。试验台采用可移动式四轮支撑形式,半轴处连接两个驱动轮,并将底盘测功机作为功率吸收和数据采集装置。采用dSPACE系统作为试验台系统的实时控制器,建立电动机驱动系统数学模型。最后,进行再生制动试验,试验结果表明:在车速为50km/h,制动强度为0.1的条件下可以进行制动,SOC值从0.670 8上升到0.674 9,验证设定控制策略下的能量回收情况。     

插电式四轮驱动混合动力汽车建模仿真与匹配分析

提出一种插电式四轮驱动混合动力汽车的结构,并对该结构进行详细分析。利用Cruise软件搭建该插电式四轮驱动混合动力汽车的整车仿真模型,利用Matlab/Simulink软件搭建整车控制策略。对该插电式四轮驱动混合动力汽车的主减速器传动比和动力电池SOC的上限值和下限值进行优化分析,得到最佳的主减速器传动比和SOC的上限值和下限值。根据优化结果可以显著改善该车的动力性和经济性。     

FFT在发动机缸壁间隙检测中的应用

为了检测汽车发动机缸壁间隙,建立基于振动信号分析的某型发动机的测试试验系统,利用PULSE系统硬件部分采集发动机在正常工况和倒拖工况下活塞在上止点换向时的横向冲击振动信号,利用Reflex软件中的FFT变换分析采集的振动信号,绘制不同缸壁间隙时的振动信号频谱图,得到振动加速度随缸壁间隙的变化曲线。试验表明,该测试系统可在发动机不解体的情况下,根据发动机在某转速下活塞的横向冲击振动信号,估计缸壁间隙。     

基于全局优化算法的增程式电动汽车模糊控制策略

针对传统模糊控制中规则库制定单一、动力系统与控制策略参数协调性不高等问题,提出一种基于全局优化算法的增程式电动汽车模糊控制策略.根据增程器最优效率曲线,分析并提取动态规划算法在不同需求及动力部件状态下的多能源分配规则,并结合传统工程经验作为模糊控制规则库制定依据;以燃油经济性为优化目标,利用粒子群算法优化整车动力部件与隶属度参数,获取具有全局优化性的EREV能量分配.最后,在MATLAB/Simulink中建立整车模糊控制策略模型,嵌入到ADVISOR中仿真并进行硬件在环测试.结果表明:所提出的控制策略适用于多种工况,与原车功率跟随控制策略相比,能控制动力电池SOC在合理范围内,同时提高整车燃油经济性.     

并联式混合动力电动汽车动力总成系统的仿真研究

详细建立了PHEV动力总成系统的各个组件以及汽车行驶动力学的数学模型，其中对发动机和电机的建模提出了“基于三维特性图的准线性模型”的概念，同时深入研究了PHEV动力总成系统的电力辅助控制策略，并应用MATLAB／SIMULINK语言对EQ6110混合动力客车的动力总成系统进行了仿真研究，先后研究了不同SOC初值和不同循环试验标准下的仿真结果。     

面向实际交通状态的混合动力汽车能耗和CO2排放模型

由于混合动力汽车与传统燃油车的能耗排放因子具有差异性，导致机动车交通路网能耗排放的量化评估存在不确定性。本文建立混合动力汽车在实际交通状态中的能耗和CO2排放因子测算模型，基于车辆比功率VSP(Vehicle Specific Power)作为车辆行驶状态与能耗排放之间耦合关系的表征参数。通过引入内燃机转速区分内燃机开启和关闭工作状态，并计算内燃机开启状态下VSP对应的平均能耗率，同时，建立能够解析混合动力汽车能耗排放产生机理的VSP分布。通过收集典型行驶工况下车辆测试油耗数据和北京市车辆实际行驶轨迹数据，验证了模型的准确性，并应用模型测算混合动力汽车不同速度区间下的油耗和CO2排放因子。研究结果表明：在城市行驶工况(UDDS)和高速行驶工况(HWY)中，模型测算能耗排放因子与真实值的平均相对误差分别为3.7%和-1.7%，与不考虑内燃机开启状态相比，测算误差减少5.6%和4.3%；在实际交通状态下，采用传统燃油车的测算方法会导致混合动力汽车行驶平均速度为高速区间时油耗和CO2排放量被低估，当行驶平均速度为低速区间时油耗和CO2排放量会被高估。     

基于深度强化学习的插电式柴电混合动力汽车多目标优化控制策略

插电式混合动力汽车工作模式切过程中发动机频繁启停引起的发动机排气温度和进气流速波动明显,导致SCR催化器催化效率降低和排放恶化,尤其是低温冷启动阶段更为明显.另一方面,建立精确的SCR催化器瞬态模型较为困难,传统基于模型的混合动力控制策略开发方法效果较差.以某P2构型插电式柴电混合动力汽车为研究对象,建立了包括发动机、电池和SCR后处理系统的整车纵向动力学模型;在此基础上将深度强化学习应用于插电式混合动力汽车的能量管理问题,采用DQN算法对油耗和排放组成的加权目标函数进行求解,得到以需求功率、蓄电池SOC和SCR温度为状态变量、以电机最优功率为输出变量的控制策略;最后将测试结果与DP算法进行对比分析.结果表明,燃油消耗为2.623 L/100 km,SCR催化器出口NOx排放为0.2275 g/km,与DP控制策略相比,分别下降10.12％和25.69％,证明了提出控制策略的有效性.     

基于LabVIEW的EPS助力特性测试系统的设计

基于LabVIEW图形化编程语言设计了汽车电动助力转向系统(EPS)的助力特性测试系统,采用信号发生模块模拟车速信号、发动机转速信号以及转向盘操纵力矩信号并注入EPS控制器,实现EPS在LabVIEW环境下模拟整车环境的工作状况;同时,采用信号采集模块对助力转矩信号以及助力电流信号进行采集、处理。使用该测试系统对某型号EPS在不同车速工况下的助力特性进行测试,证实了该测试系统的有效性,同时测试结果为EPS控制器的设计以及控制策略的制定提供了一定的参考依据。     

基于模糊约束的并联混合动力系统优化匹配研究

针对扭矩复合型式的并联混合动力电动汽车,在多能源系统能量控制策略确定的前提下,提出了以汽车性能要求模糊化和电池能量平衡为约束条件,对其动力传动系速比进行优化匹配以使燃油消耗达到最小。最后,通过一个具体实例车型加以验证和说明。     

高速列车轴箱弹簧载荷特性与疲劳损伤

以某型高速列车轴箱弹簧为研究对象, 通过载荷标定方法制作了弹簧载荷测试传感器, 安装于动力转向架, 通过在线路测试得到了轴箱弹簧载荷时间历程; 结合车载陀螺仪信号, 分析了启动牵引、制动停车、高低速直线、进出坡道、曲线通过等典型工况下的轴箱弹簧载荷特性; 根据轴箱弹簧载荷的变化特点, 将测试载荷分解为趋势载荷和动态载荷, 并在统计基础上给出轴箱弹簧一定运用里程下的载荷谱, 确定了载荷幅值与载荷作用频次的对应关系, 根据损伤一致性准则, 分析了载荷谱各级载荷造成的损伤比重与轴箱弹簧疲劳损伤随列车运行速度增大的变化规律。分析结果表明: 轴箱弹簧载荷与应变呈线性关系, 其传递系数为9.45×10-5 kN-1; 与非动力侧轴箱弹簧相比, 动力侧轴箱弹簧载荷幅值变化受电机扭矩载荷的影响较大, 在列车启动阶段, 电机输出扭矩达到最大值, 动力侧与非动力侧轴箱弹簧的载荷分别为-7.42、1.26 kN; 列车速度由240 km·h-1增大至350 km·h-1时, 轴箱弹簧趋势载荷由-0.6 kN变化至-2.0 kN, 最大动态载荷由1.53 kN增大至1.86 kN, 增大了22%;动力侧轴箱弹簧在列车低速、高速运行时所产生的疲劳损伤比重分别为0.79、0.75;列车运行速度提高会使轴箱弹簧高幅值载荷产生的疲劳损伤比重略有降低, 这与非动力侧疲劳损伤比重分布特点相吻合; 动力侧和非动力侧轴箱弹簧疲劳损伤随着列车运行速度增大均呈现出先减小后增大的变化趋势, 在列车速度为300 km·h-1附近时达到最小疲劳损伤, 动力侧与非动力侧轴箱弹簧的疲劳损伤分别为0.110、0.004。      

基于滑移率反馈控制无级变速器夹紧力优化策略

为了将汽车燃油消耗率降至最低,使发动机稳定在最佳转速区域,对无级变速器（continuously variable transmission,CVT）传统夹紧力控制策略进行了优化.在CVT内部现有传感器装置的基础上,根据滑移率反馈控制方法的总体结构,建立了具有非线性的滑移率动态模型方程,并在设计滑移率反馈控制器过程中,采用分级内、外双环的控制方法,解决夹紧力与速比之间的耦合问题.通过台架试验及CVT整车测试,验证了优化后的夹紧力控制策略的有效性.研究结果表明:在CVT整车百公里急加速、紧急制动以及综合工况下,滑移率反馈控制令整车动力匹配能力优于传统夹紧力控制;夹紧力在满足不发生带轮打滑及使用要求前提下,夹紧力可降低10%,燃油效率总量可提高1%.      

试验条件对于基质沥青黏度测定的影响

沥青的黏度对于沥青混合料的拌和温度和压实温度的确定十分重要,所以通过试验准确地测定出沥青黏度是非常必要的。基于T 0625-2011沥青旋转黏度试验(布洛克菲尔德黏度计法),采用进口Brookfield RVDVⅡ+Pro数显型沥青黏度计,对盘锦90号基质沥青进行表观黏度测定,研究了沥青黏度值及黏度计扭矩在不同试验条件下的变化规律,结果表明:转子转速对沥青黏度值影响不大,整体上随着转速增大黏度值呈降低趋势;黏度计扭矩随转速加快逐渐增大,且温度越高,扭矩随转速的增长率越低;基质沥青黏度值的稳定时间与温度有关系,温度越高,黏度值达到稳定的时间越短,且初始数值与稳定后数值的差值越小;黏度小的沥青采用型号小的转子,黏度大的沥青采用型号大的转子。     

载货汽车平路行驶换档规律的试验及研究

通过汽车在平路上的实车数据采集，总结出手动变速器的载货汽车在动力性、经济性模式下，起步、加速及减速等工况的换档规律，为制定和优化机械式自动变速器(AMT）控制策略提供了依据。