新型混合动力系统硬件在环试验研究

针对一种采用行星齿轮机构的新型重度混合动力系统,为了缩短其开发周期,设计了该系统的硬件在环仿真试验平台,分析了该系统试验平台的总体结构和控制原理,制定了该混合动力系统在驱动工况和制动工况下台架试验控制流程。利用MATLAB/Simulink与dSPACE实时仿真平台开发了新型混合动力系统硬件在环试验控制系统,对系统的相关性能进行了试验验证。试验结果表明,所搭建的硬件在环试验系统能较好地验证新型混合动力系统的各种工作模式。     

基于dSPACE的电动车动力系统仿真

硬件在环仿真技术提供了一种廉价、有效的系统实现验证方案。通过硬件在环仿真技术,可对系统进行拓扑结构验证、控制算法验证、系统优化及调整等多种有效手段。文章首先对纯电动车的动力系统进行建模仿真,并根据该仿真模型提出并设计一种基于dSPACE的硬件在环仿真系统实现对该动力系统的实现验证及算法验证。     

基于Isight对复合储能式混合动力系统的稳健设计

由于装载机复合储能式混合动力系统的结构较为复杂,工作性能容易受到其自身多种不稳定系统参数的影响,进而影响到装载机的燃油经济性能。采用田口法并通过Isight软件对复合储能式混合动力系统进行稳健设计,设计出使混合动力系统的工作性能对不稳定系统参数波动最不敏感的稳健设计方案;然后通过整车后向仿真模型来验证稳健设计结果,仿真结果表明整车燃油消耗量得到明显下降;最后通过dSPACE进行硬件在环试验,试验与仿真结果基本一致,验证了优化切实有效。     

混合动力系统直流电网绝缘电阻测量误差补偿

为了解决混合动力系统直流电网的绝缘检测问题,采用不平衡支路法进行绝缘电阻的测量。搭建硬件电路来模拟混合动力系统的直流母线并完成相关实验数据的采集。根据实验结果进行误差分析,采用最小二乘法以及BP神经网络算法对测量误差进行补偿。仿真结果表明,这两种方法的补偿效果良好,且神经网络算法的补偿效果更优。     

EV飞轮储能系统控制策略

为研究电动汽车飞轮辅助储能系统,对飞轮辅助储能系统中的控制系统进行了运动学控制策略分析,提出了位置环的PID控制策略,并对控制系统进行了硬件和软件的设计,在此基础上搭建了实验平台。基于MATLAB/Simulink进行实验平台的建模,对储能系统的位置估算方法、储能控制方法和释能控制方法进行仿真,通过对仿真结果的分析,研究储能飞轮转速、转矩的对比曲线,得出实际转速和估计转速基本一致。针对实验平台进行了转速控制实验并测试实验平台性能,结果显示PID控制策略可以消除系统2ms的控制延迟现象。该研究为以后飞轮储能装置在飞轮混合动力系统上的应用提供了一定的参考依据。     

汽车ABS混合仿真试验台的开发与研究

对汽车防抱制动系统（ABS）混合仿真试验台进行了系统分析,建立了用于硬件在环仿真的车辆模型、轮胎模型、路面模型以及ABS液压系统模型,并进行了硬件在环的仿真试验。把ABS实际部件嵌入到软件环境中进行混合仿真极大地扩展了软件仿真的功能,为ABS产品开发提供了开发工具和试验平台。     

便携式无人测量船混合动力系统设计

为了解决目前市场上蓄电池动力无人船续航能力不足和柴油机动力无人船易造成空气污染的缺点,设计了便携式无人测量船的油电混合动力系统,并进行了选型设计。该混合动力系统采用串联式,负载大时由柴油发电机驱动,负载小时由蓄电池驱动,并通过仿真验证了系统的驱动功能。最后进行了水池实船验证,验证了混合动力系统的续航能力和节能减排的效果。通过仿真和实验验证可知,设计的混合动力系统无人船运行平稳,续航能力强,节能效果明显。     

混合动力系统效率研究及控制策略优化

为了提高功率分流式混合动力系统汽车的燃油经济性,建立了混合动力系统物理模型和系统控制模型,利用优化初值的粒子群算法对混合动力系统的效率进行优化,仿真得到效率最优时的功率分流控制策略,并将其移植到搭载了该系统的某公交车上,进行了实验验证。结果表明,优化初值的粒子群算法可以有效提高动力系统的综合系统效率,降低整车油耗。     

工程机械混合动力系统设计与仿真

阐述了工程机械混合动力系统设计原理,介绍了混合动力系统结构及设计方法,利用MATLAB/Simulink软件建立了整机动力学及发动机、电动机模型,并对传统动力系统和混合动力系统进行了仿真。仿真试验的对比结果表明,混合动力系统不仅能提高工作效率和降低燃油消耗,还可有效地减少环境污染,延长机械的使用寿命。     

自动变速器控制系统硬件在环仿真实验台开发

介绍了硬件在环（HIL）仿真实验的概念、系统组成及关键技术。借助于Matlab／Simulink方便的图形化建模环境,研究了基于Matlab／xPC工具箱开发硬件在环仿真实验台的方法,设计了汽车自动变速器控制系统快速开发硬件在环仿真实验台。通过汽车变速器控制系统硬件在环实验验证,结果表明该实验平台工作可靠,可以有效地缩短控制系统的开发周期,提高控制系统的设计水平,节约试验费用,为控制系统的开发提供了便利的条件。     

混合动力系统控制软件的开发

为提高混合动力电动汽车图形化算法人工编码的可靠性与快速性,以某型混联式混合动力电动轿车为研究对象,对以"驾驶员意图识别-能量管理-协调控制"为核心的多能源动力总成控制策略进行研究.按照混合动力系统多能源动力总成控制的特点,并针对不同的功能和性能需求,提出基于嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ和层次式状态机实现框架的"四层/两库/一框架"式软件体系结构:从而将软件的不同功能分开,减小模块间的耦合,便于并行协同开发,提高算法的可移植性及可维护性.解决在手工编码方式下快速实现Matlab/Simulink/Stateflow仿真模型中的层次式状态机算法这一难题.将所开发的控制算法应用到该车上,进行多种工况的试验,并对换挡及制动能量回收等典型工况做简要分析.经过系统的实车试验及可靠性考核,证明控制软件可以准确地控制目标车型实现多工况运行及工况切换,且具备较高的可靠性.     

并联混合动力城市客车驱动系统建模与仿真

通过对混合动力城市客车驱动系统动力学的研究,在ADVISOR上建立了该车驱动系统仿真模型.在典型的循环行驶工况ECE_EUDC下对车辆模型进行动力性仿真分析,仿真结果与实车测量结果一致,表明模型可运用于该并联混合动力城市客车的动力性研究.     

混合动力电动汽车的建模与仿真研究

按照设计要求,以TJ7100轿车为设计原型,针对ISG型混合动力电动汽车(HEV),使用Simulink建立了其动力系统的动态仿真模型,重点研究并制定了相应的电力助动控制策略.在ECE循环工况下对仿真模型进行了动力性和燃油经济性分析,为搭建动力总成试验平台提供了参考依据.结果表明,所制定的控制策略能有效地较低燃油消耗,使电池SOC值维持在一定的范围内.同时,仿真结果与实际情况基本相符,从而验证了所建仿真模型的正确性和合理性.     

基于静液压传动的蓄电池轨道车电液混合加速策略

为了解决蓄电池轨道车瞬时加速大扭矩引起的大电流冲击对蓄电池寿命和整车续航里程的不利影响,基于传统的静液压传动系统设计了一套新型的电液混合动力系统。首先,建立了电液混合动力系统的功率流数学模型,并根据轨道车的行驶特点对电液混合动力系统的工作模式进行划分;其次,基于加速工况仿真了不同电液功率分配比下的动力耦合特性,并指出研究轨道车能量管理策略的必要性;最后,理论分析了电液混合动力系统中影响蓄电池放电电流强度的因素,并据此制定了最小放电电流冲击的加速策略。运用AMESim-Simulink联合仿真平台对加速策略的可行性进行分析,仿真结果表明所设计的控制策略对轨道车加速时蓄电池的放电电流冲击有良好的抑制作用,且控制简单,实用性强。     

轿车混合动力总成控制系统的开发与试验研究

为实现混合动力电动轿车的能量管理和状态切换问题,开发了国内具有全部自主知识产权的混合动力汽车动力总成的综合控制系统。详细介绍了混合动力汽车动力总成控制系统的组成与功能。混合动力汽车动力总成控制系统在动态试验台上进行了大量全面的试验。最后,给出了混合动力汽车动力总成控制系统在动态试验台上的试验结果。从试验结果可以看出,混合动力汽车动力总成控制系统的控制措施是有效的。     

Method of electric powertrain matching for battery-powered electric cars

The current match method of electric powertrain still makes use of longitudinal dynamics, which can’t realize maximum capacity for on-board energy storage unit and can’t reach lowest equivalent fuel consumption as well. Another match method focuses on improving available space considering reasonable layout of vehicle to enlarge rated energy capacity for on-board energy storage unit, which can keep the longitudinal dynamics performance almost unchanged but can’t reach lowest fuel consumption. Considering the characteristics of driving motor, method of electric powertrain matching utilizing conventional longitudinal dynamics for driving system and cut-and-try method for energy storage system is proposed for passenger cars converted from traditional ones. Through combining the utilization of vehicle space which contributes to the on-board energy amount, vehicle longitudinal performance requirements, vehicle equivalent fuel consumption level, passive safety requirements and maximum driving range requirement together, a comprehensive optimal match method of electric powertrain for battery-powered electric vehicle is raised. In simulation, the vehicle model and match method is built in Matlab/simulink, and the Environmental Protection Agency (EPA) Urban Dynamometer Driving Schedule (UDDS) is chosen as a test condition. The simulation results show that 2.62% of regenerative energy and 2% of energy storage efficiency are increased relative to the traditional method. The research conclusions provide theoretical and practical solutions for electric powertrain matching for modern battery-powered electric vehicles especially for those converted from traditional ones, and further enhance dynamics of electric vehicles.     

功率分流混合电动车辆动力系工作优化

本文讨论如何处理好控制混合电动车辆的动力系,基于多目标优化推荐了一个功率分流混合电动车辆的优化工作.开发了一个准静态动力系模型,探索了整个工作选择的空间,以便找到一个可达到的最佳工作可选择的组合.采用这种概念,开发了二种模拟:模拟一是基于等量燃油消耗量最小,其二是采用动态优化.按结果的分析和比较,按最小的等量燃油消耗找出几乎最高的效率,作为按优化控制模拟求得理论上最大的性能.结果除了在高动力负荷工况外不表示显著的差异.根据这个分析,同时为车辆在纯电动车辆工作模式推荐了一个临界值.     

功率分流混合电动车辆动力系工作优化(Ⅱ)

本文讨论如何处理好控制混合电动车辆的动力系,基于多目标优化推荐了一个功率分流混合电动车辆的优化工作。开发了一个准静态动力系模型,探索了整个工作选择的空间,以便找到一个可达到的最佳工作可选择的组合。采用这种概念,开发了二种模拟:模拟一是基于等量燃油消耗量最小,其二是采用动态优化。按结果的分析和比较,按最小的等量燃油消耗找出几乎最高的效率,作为按优化控制模拟求得理论上最大的性能。结果除了在高动力负荷工况外不表示显著的差异。根据这个分析,同时为车辆在纯电动车辆工作模式推荐了一个临界值。     

新型混合动力汽车工作模式分析与参数匹配设计

为降低制造成本,并实现混合动力汽车节省燃油和降低排放,提出了一种采用行星齿轮机构的新型混合动力汽车动力传动系统方案,进行了该系统方案的工作模式分析和参数匹配设计。在MATLAB/Simulink环境下利用整车动力学理论建模与关键零部件(如发动机、ISG电机、电池、变速器以及行星齿轮)数值建模相结合的方法,建立了基于该系统方案和设计参数的混合动力汽车整车性能分析模型,进行了整车动力性能和ECE_EUDC循环工况下的燃油经济性仿真计算分析。结果表明所设计的新型混合动力汽车参数设计合理,具有良好的动力性,燃油消耗较传统车下降36.8%,这为该系统方案的实施提供了理论依据。     

ENERGY MANAGEMENT STRATEGY FOR PARALLEL HYBRID ELECTRIC VEHICLES

Energy management strategy (EMS) is the core of the real-time control algorithm of the hybrid electric vehicle (HEV). A novel EMS using the logic threshold approach with incorporation of a stand-by optimization algorithm is proposed. The aim of it is to minimize the engine fuel consumption and maintain the battery state of charge (SOC) in its operation range, while satisfying the vehicle performance and drivability requirements. The hybrid powertrain bench test is carried out to collect data of the engine, motor and battery pack, which are used in the EMS to control the powertrain. Computer simulation model of the HEV is established in the MATLAB/Simulink environment according to the bench test results. Simulation results are presented for behaviors of the engine, motor and battery. The proposed EMS is implemented for a real parallel hybrid car control system and validated by vehicle field tests.