混合动力汽车瞬时等效油耗最低控制策略研究

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混合动力汽车能效优化与控制策略研究

混合动力汽车能效优化与控制策略研究

混合动力汽车能效优化与控制策略研究作者:付强来源:《时代汽车》2024年第05期摘要:随着环境问题和能源危机的日益严重,混合动力汽车作为一种节能环保的交通工具,得到了广泛关注。

能效优化和控制策略是混合动力汽车研究的重要方向,对于提高汽车性能、降低能耗、减少排放具有重要意义。

本文旨在探讨混合动力汽车的能效优化和控制策略,以提高汽车的整体性能和燃油经济性。

关键词:混合动力汽车能效优化控制策略节能环保1 引言混合动力汽车作为一种结合了内燃机和电动机的节能环保型汽车,具有独特的优势。

它能够在不同的行驶状态下选择最佳的动力源,从而实现能效优化。

然而,如何实现混合动力汽车的能效优化和控制策略,是当前研究的热点和难点问题。

本文将从混合动力汽车的能效优化和控制策略两个方面展开研究。

(1)研究背景与意义。

在全球范围内,能源危机和环境问题已经成为各国政府和各行各业关注的焦点。

汽车行业作为能源消耗和排放的主要源头之一,其可持续发展已经成为刻不容缓的任务。

节能和环保已经成为汽车行业发展的两大主题,而混合动力汽车正是在这种背景下应运而生的一种新型汽车。

混合动力汽车是一种结合了内燃机和电动机的汽车,通过同时搭载两种动力源来实现节能和环保的目标。

相比传统汽车,混合动力汽车具有更高的燃油经济性和更低的排放,因此具有广阔的市场前景。

随着政府对环保要求的不断提高和消费者对节能环保的日益关注,混合动力汽车的需求量不断增长,其研发和应用已经成为汽车行业的重要趋势。

然而,混合动力汽车的能效优化和控制策略是实现其优势的关键所在。

如何合理地管理和优化内燃机和电动机的工作状态,提高整车的性能和燃油经济性,是当前研究的热点和难点问题。

针对这一问题,本文将重点探讨混合动力汽车的能效优化和控制策略,以期为节能环保型汽车的研发和应用提供理论支持和实践指导。

通过深入研究和对比国内外相关文献,本文将从混合动力汽车的工作原理及特点、能效优化方法研究、控制策略研究等方面展开讨论。

《基于模糊PI控制的混联式混合动力汽车能量管理策略的研究》

《基于模糊PI控制的混联式混合动力汽车能量管理策略的研究》

《基于模糊PI控制的混联式混合动力汽车能量管理策略的研究》一、引言随着能源危机的加剧和环境问题的突出,混合动力汽车因其高效率、低排放的特点受到了广泛关注。

混联式混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle, HEV)作为一种重要的混合动力汽车类型,其能量管理策略对于提高整体效率和延长电池寿命至关重要。

本文将研究基于模糊PI控制的混联式混合动力汽车的能量管理策略,以提升车辆性能和节能效果。

二、混联式混合动力汽车概述混联式混合动力汽车采用发动机和电机共同驱动的架构,根据不同工作条件灵活调整发动机和电机的输出功率,实现最佳能量利用。

这种车型具有高效能、低排放和良好的驾驶性能等优点。

然而,如何合理分配发动机和电机的输出功率,以达到最佳的能量管理效果,是混联式混合动力汽车面临的重要问题。

三、传统能量管理策略的局限性传统的能量管理策略通常基于规则或优化算法进行控制,如基于逻辑门限值、基于模糊控制等。

这些策略在特定条件下可以取得较好的效果,但在复杂多变的工作环境中,往往难以实现最优的能量管理。

因此,需要研究更为先进的能量管理策略,以适应不同工况下的需求。

四、基于模糊PI控制的能量管理策略为了解决上述问题,本文提出了一种基于模糊PI控制的混联式混合动力汽车能量管理策略。

该策略结合了模糊控制和比例积分(PI)控制的优势,通过模糊控制器对PI控制器的参数进行在线调整,以适应不同工况下的需求。

(一)模糊控制器设计模糊控制器是本策略的核心部分,它根据车辆的运行状态(如车速、电池荷电状态、发动机转矩等)以及驾驶员的意图等信息,实时调整PI控制器的参数。

模糊控制器的设计包括输入变量的选择、模糊规则的制定以及输出变量的确定等步骤。

(二)PI控制器设计PI控制器用于实现发动机和电机之间的功率分配。

它根据模糊控制器输出的控制信号,调整发动机和电机的输出功率,以达到最佳的能量利用效果。

PI控制器的设计包括比例系数和积分系数的选择等步骤。

并联式混合动力汽车控制策略分析

并联式混合动力汽车控制策略分析

Er4i ^汽车工_师APPLICATION 技术应用摘要:整车控制策略是混合动力汽车的核心技术和设计难点。

分析了并联式混合动力汽车(P H E V )整车结构特点和工作模式,将其控制策略分为基于规则与基于优化2类,对这2类控制策略的原理及优缺点进行了分析与对比,重点对新兴的智能 控制策略进行了分析与展望,并对其应用于混合动力汽车中的可行性和优势进行了剖析。

利用各种控制策略优势,实现集成 控制,以及开发智能控制策略,是今后PH E V 控制策略的发展趋势。

关键词:并联式混合动力汽车;控制策略;智能控制;集成控制Analysis on Control Strategy for Parallel Hybrid Electric Vehicle^Abstract : Vehicle control strategy is the key technology and design difficult point for PHEV. This paper briefly introduces thestructure feature and working mode of parallel hybrid electric vehicle, and classifies the control strategy of parallel hybrid electric vehicle. At present, the hybrid electric vehicle control strategy is divided into two categories: based on rules and based on optimization. The advantages and disadvantages of the two control strategies are analyzed and compared, especially focused on the emerging intelligent control strategies, and the feasibility and advantages of them in the hybrid electric vehicle is analyzed. Using control strategy to realize integrated control and to develop the intelligent control strategy will be the development trend of parallel hybrid electric vehicle.Key words : Parallel hybrid electric vehicle; Control strategy; Intelligent control; Integrated control混合动力汽车(HEV )是在传统汽车的基础上配备 了电动机/电池驱动系统的一种新能源汽车,是传统汽 车到纯电动汽车的一种过渡车型[1]。

混合动力汽车控制策略的分析

混合动力汽车控制策略的分析

混合动力汽车控制策略的分析摘要:混合动力汽车的动力系统基本可分为串联式、并联式和混联式3种,对并联型和串联型混合动力汽车控制策略研究现状进行分析。

混联式混合动力系统结合了串联式和并联式两种结构的优点,使得能量流动的控制和能量消耗的优化具有更大的灵活性和可能性,并对混联式结构的几种控制方案进行了分析。

指出混合动力汽车的控制策略不十分完善,需要进一优化。

控制策略不仅仅要实现整车最佳的燃油经济性,而且还要兼顾发动机排放、蓄电池寿命、驾驶性能、各部件可靠性及整车成本等多方面要求,并针对混合动力汽车各部件的特性和汽车的运行工况,使发动机、电动机、蓄电池和传动系统实现最佳匹配。

关键词:混合动力汽车结构控制策略1、混合动力汽车的研究背景混合动力汽车是兼顾了电动汽车和传统汽车优点的新一代汽车结构型式,因其具有低油耗低排放的潜力,其动力性接近于传统汽车,而生产成本低于纯电动汽车,因此,最近几年来对混合动力汽车的研究开发成为世界上各大汽车公司、研究机构和大学的一个热点。

以相信,在电动汽车的储能部件—电池没有根本性突破以前,使用混合动力电动汽车是解决排污和能源问题最具现实意义的途径之一。

混合动力电动汽车与传统的内燃机汽车和电动汽车不同,它一般至少有两种车载能量源,其中一种为具有高功率密度的能量源。

利用两种能量源的特性互补,实现整车系统性能的改善和提高。

要实现两者之间相互协调工作,这就需要有良好的控制策略。

控制策略是混合动力汽车的灵魂,它根据汽车行驶过程中对动力系统的能量要求,动态分配发动机和电动机系统的输出功率。

采用不同的控制策略是为了达到最优的设计目标,其主要目标为:最佳的燃油经济性、最低的排放、最低的系统成本、最佳的驱动性能。

当前开发研制的混合动力汽车可以分为三类:串联式、并联式、混联式混合动力电动汽车。

在各部件的选型确定以后,采用合适的控制策略是实现最佳燃油经济性,降低排放的关键。

目前提出的混合动力汽车控制策略还不成熟,实用性不强,只有基于工程经验进行设计的逻辑门限控制策略在实际商品化混合动力汽车中得到了应用。

混合动力发动机控制策略优化与调试

混合动力发动机控制策略优化与调试

混合动力发动机控制策略优化与调试随着环保意识的日渐增强和汽车工业的不断发展,混合动力汽车作为一种节能环保的新能源汽车逐渐受到市场的关注和认可。

而混合动力发动机作为混合动力汽车的核心组件之一,其控制策略的优化与调试显得尤为重要。

本文将对混合动力发动机控制策略的优化与调试进行探讨。

首先,混合动力发动机控制策略的优化可以从以下几个方面进行。

首先是动力分配的优化。

混合动力汽车通过两种或多种不同的动力源进行动力输出,因此需要优化的是如何合理分配并控制这些动力源的输出,以实现性能的最佳表现。

其次是能量管理的优化。

由于混合动力发动机具有电池组和发动机两种能量输出形式,能量管理的优化可以提高动力的利用效率,从而实现更低的油耗和更高的动力性能。

最后是控制逻辑的优化。

混合动力发动机控制逻辑的优化可以更好地适应不同的驾驶环境和需求,提升整车的驾驶品质和操控性。

其次,混合动力发动机控制策略的调试也是一个非常关键的环节。

调试的目的是确保混合动力发动机控制策略能够稳定可靠地运行,并满足设计要求。

在混合动力发动机控制策略的调试过程中,需要对发动机的各种传感器进行校验和调整,确保其信号的准确性和稳定性。

同时,还需对控制算法进行验证和调整,确保其在不同工况下的稳定性和适应性。

此外,还需要对混合动力系统的整体性能进行检测和评估,以验证控制策略的优化结果是否达到预期的效果。

在混合动力发动机控制策略的优化与调试过程中,需要借助一些工具和方法。

首先是使用仿真软件进行模拟实验。

仿真软件可以依据设计的混合动力发动机模型和控制算法,对混合动力系统进行全面的仿真实验,以验证控制策略的合理性和效果。

其次是使用专业的测试设备和仪器进行现场实验。

这些设备和仪器能够对混合动力发动机的各项性能指标进行精确测量和评估,以验证控制策略的优化结果。

另外,还可以借助数据分析和处理工具,对实验数据进行分析和处理,从而得出控制策略调整的依据。

在混合动力发动机控制策略的优化与调试过程中,还需注意一些问题与挑战。

基于变等效因子的PHEV等效燃油消耗最小策略

基于变等效因子的PHEV等效燃油消耗最小策略

基于变等效因子的PHEV等效燃油消耗最小策略刘晓真;付主木【摘要】针对一种并联式混合动力汽车(Parallel Hybrid Electric Vehicle,PHEV),基于庞特里亚金极值原理(Pontryagin's Minimum Principle,PMP),在行驶工况已知前提下,设计了一种基于恒等效因子的等效燃油消耗最小控制策略(Equivalent Consumption Minimization Strategy,ECMS).为改善该策略对工况变化的适应性,在分析等效因子、实际工况和电池荷电状态(State of Charge,SOC)相互关系的基础上,采用SOC惩罚函数对等效因子进行在线调整,得到了一种基于变等效因子的ECMS.仿真结果表明:所设计的基于变等效因子的ECMS,能够使发动机运行点大部分集中在最优曲线上,电池SOC波动较小,与基于恒等效因子的ECMS相比,发动机效率提高3%,整车系统效率提高0.5%,百公里耗油量降低4.5%,提高了对行驶工况的适应性.【期刊名称】《火力与指挥控制》【年(卷),期】2019(044)001【总页数】6页(P72-76,81)【关键词】PHEV;变等效因子;工况适应性;等效燃油消耗最小策略【作者】刘晓真;付主木【作者单位】河南科技大学信息工程学院,河南洛阳471023;河南科技大学信息工程学院,河南洛阳471023;河南省机器人与智能系统重点实验室,河南洛阳471023【正文语种】中文【中图分类】TP2730 引言混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle,HEV)在降低油耗和减少排放等方面发展潜力巨大,已成为当前研究的热点问题之一[1-2]。

HEV有多个动力源,需要合理分配各动力源之间的功率,因此,开发合理有效的能量管理策略是极其重要的。

目前对各动力源之间能量最优分配的研究主要是采用动态规划等方法实现全局最优化[3],但其不足之处是行驶工况需要完全已知,不利于能量的实时最优分配,且对于电量维持型HEV,车辆行驶消耗的能量最终来源于发动机,而最优化问题的目标函数一般为发动机燃油消耗,没有将电机作为动力源对电能的消耗考虑在内,不能反映车辆真实的燃油经济性。

等效因子离散全局优化的等效燃油瞬时消耗最小策略能量管理策略

等效因子离散全局优化的等效燃油瞬时消耗最小策略能量管理策略
L I N Xi n y o u F E NG Qi g a o Z H A NG S h a o b o
( C o l l e g e o f Me c h a n i c a l E n g i n e e r i n g a n d Au t o ma t i o n , F u z h o u U n i v e r s i t y , F u z h o u 3 5 0 0 0 2 )
基础 。
关键词 :插 电式混合动力汽车 ;遗传算法全局优化 ;等效 因子离散优化 ;控制策略 中图分类号 :U 4 6 2
Gl o b a l Opt i ma l Di s c r e t e Eq u i v a l e n t Fa c t o r o f Eq u i v a l e n t Fu e l
Co ns um p t i o n Mi n i mi z a t i o n S t r a t e g y Ba s e d En e r g y Ma n a g e me n t S t r a t e g y f o r a S e r i e s - - pa r a l l e l Pl u g - - i n Hy b r i d El e c t r i c Ve h i c l e
he t c o n t r o l e f e c t o f t h e i n s t a n t a n e o u s e q u i v a l e n t ue f l c o n s u mp t i o n mi n i mi z a t i o n s r t a t e y( g E C MS ) , a l l o we d f o r he t r e l a t i o n s h i p o f he t b a t t e r y s t a t e o f c h rg a e( s o c ) , e q u i v a l e n t f a c t o r a n d e q u i v a l e n t ue f l c o n s u mp t i o n , he t g l o b a l o p t i mi z a t i o n mo d e l o f t h e e q u i v a l e n t f a c t o r i s b u i l t . T h e e q u i v a l e n t f a c t o r S i s o ii f n e o p t i mi z e d b y g e n e t i c a l g o i r t h m( G A)t o o b t a i n t h e MAP o f he t o p t i mi z a t i o n

并联式混合动力客车瞬时优化控制策略研究

并联式混合动力客车瞬时优化控制策略研究

和混合驱动模式,发动机和发电机的功率合成后输入
传动系。系统的等效模型如图3所示。
ηe
油箱 Pe/ηe 发动机
Pe

ηt 传动系 Pwh
车轮
ηa Pm/ηaηb ηm
图3 放电工况等效模型
前面提到了等效油箱的概念,在此,电动机也可
以看作等效发动机,发动机的能量Pe完全由油箱提供。
等效油箱输出的能量与电动机输出的能量关系为
设计·计算·研究 图10 SOC=70%发动机转矩图
2009年 第5期 客 车 技 术 与 研 究
分配发动机与电动机的转矩,实现能量的动态分配, 能够使发动机尽可能 地工作在高效区,实现小功率发 动机和发电机的匹配,满足大功率需求,并有效地降 低油耗和排放。
根据华南理工大学的仿真结果,各工况的油耗对 比如表1所示 。 [2]
and test for parallel hybrid electric vehicles[C/CD]//Proceedings of the International Conference on Sensing, Computing and Automation, Chongqing, 2006. [2] 胡红斐,等.HEV实时等效能量消耗最小控制策略[J]. 汽车 工程, 2006,(6)
4 000 2 000
发动机转速(r/min) 0 0
60
80
20
40 需求功率(kW)
图6 SOC=30%系统充电效率图
140
120
100
80
60
40 6 000
4 000
2 000
发动机转速(r/min)
00
80
20 40

混合动力汽车控制策略优化研究综述

混合动力汽车控制策略优化研究综述

决非线 性约束 优化 问题 最 普遍 的方 法 , 这种 方 法 但 仅能 收敛于局 部最 优解 , 能找到 全局最优 解 ; 有 不 也 人 采用 D rc 搜 索 方 法 进 行 控 制 策 略 优 化 , 是 i t e 但 Di c不适 用 于 大 规 模 的 运 算 , 敛 速 度慢 。常规 rt e 收 的基于 梯度原理 的优化算 法需 要进行 梯度 运算 和灵 敏 度分 析 , 算 时 间 较 长 , 且 只能 得 到局 部 最 优 计 并 解 。为此 , 现在 开始 将 随 机 搜索 方 法 和进 化 优 化算
( )根 据适应 度值 的大小 选 择下 一 代 种群 P , 3 适应 度越 大 , 选 中的概 率也越 大 。 被 ( )对 P 进 行交 叉 和变 异操 作 , 而产 生 下 一 4 从 代 P。
( ) i i 1 5 — + 。
难做 到对 整个解 空 间进 行 搜 索 并 找 到全 局最 优 解 , 其耗 时长 、 率低 。 因此优 化 算 法 逐渐 被 引 入 到优 效
能源 短缺 和环境 污染 两 大问题 制约 着 当代汽 车 工业 的发展 , 发低 油耗 、 开 低排 放 的新 型 汽车 成为 当 今汽 车工业 发展 的首 要任 务 。融合传 统燃 油 汽车 和
制 策略 还不够 成 熟 , 实用 性不 强 , 无法 突破 控制 策略
实用 化 、 高性 能化 的技 术 瓶 颈 。但 是 逻辑 门 限控 制
有 四种 , 逻辑 门 限 值 控 制 策 略 、 时优 化 控 制 策 即 瞬 略、 全局 优化 控 制 策略 和 智 能 控制 策 略 。这 四种 控 制 策略 汽 车 中得 到 了应 用 , 其 他控 而
表 1 四种 混 合 动 力汽 车 主 要 控 制 策 略 的 比 较

一种等效消耗最小策略的混合动力汽车能量管理方法[发明专利]

一种等效消耗最小策略的混合动力汽车能量管理方法[发明专利]

专利名称:一种等效消耗最小策略的混合动力汽车能量管理方法
专利类型:发明专利
发明人:陶发展,付主木,邹朋飞,司鹏举,高爱云,王浩聪,石泽华
申请号:CN202010772774.1
申请日:20200804
公开号:CN111993957A
公开日:
20201127
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明涉及混合动力汽车领域,具体的说是一种等效消耗最小策略的混合动力汽车能量管理方法。

包括以下步骤:步骤一:建立混合动力汽车的能量管理系统模型;步骤二:基于混合动力汽车的能量管理系统模型并通过小波变换的等效消耗最小策略以构造混合动力汽车的能量管理策略;步骤三:由混合动力汽车的能量管理策略对混合动力汽车的能量进行管理。

本发明可对于燃料电池混合动力汽车中的燃料电池、超级电容以及锂电池的能源进行河流优化分配,确保锂电池和超级电容SOC 在合适的范围内工作,最大限度的减少燃料的消耗。

申请人:河南科技大学
地址:471000 河南省洛阳市涧西区西苑路48号
国籍:CN
代理机构:洛阳九创知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人:炊万庭
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《基于学习的混合动力汽车ECMS能量管理策略的研究》范文

《基于学习的混合动力汽车ECMS能量管理策略的研究》范文

《基于学习的混合动力汽车ECMS能量管理策略的研究》篇一一、引言随着环境保护和能源可持续发展的意识逐渐加强,混合动力汽车已成为现代汽车工业的研究重点。

混合动力汽车因其能有效结合传统内燃机与电动机的优点,达到节约能源、减少排放的目标,因此备受关注。

而能量管理策略作为混合动力汽车的核心技术之一,对于提升车辆性能、优化能源使用及延长电池寿命具有重要作用。

本文将针对基于学习的混合动力汽车ECMS(等效消耗最小策略)能量管理策略展开研究。

二、混合动力汽车概述混合动力汽车是一种采用传统内燃机与电动机作为动力源的汽车。

其能量来源可以是汽油、柴油等传统燃料,也可以是电能。

混合动力汽车通过先进的能量管理策略,将两种动力源的能量进行合理分配,以达到最优的能源利用效率和排放标准。

三、ECMS能量管理策略ECMS(等效消耗最小策略)是一种基于优化算法的能量管理策略,它通过优化内燃机和电动机的功率分配,达到降低燃油消耗和减少排放的目的。

ECMS策略通过估计各种工作状态下的等效油耗,以最小化等效油耗为目标,实现能量的优化分配。

四、基于学习的ECMS能量管理策略基于学习的ECMS能量管理策略,是将传统的ECMS与机器学习算法相结合,利用机器学习算法对驾驶者的驾驶习惯、路况等信息进行学习,然后根据这些信息对ECMS策略进行动态调整。

这种策略可以更好地适应不同的驾驶环境和驾驶习惯,提高混合动力汽车的能源利用效率。

五、研究方法本研究采用仿真与实车测试相结合的方法进行。

首先,通过建立混合动力汽车的仿真模型,对基于学习的ECMS能量管理策略进行仿真研究。

然后,将该策略应用到实车中,进行实际路况下的测试。

通过对比分析仿真与实车测试的结果,评估该策略的优劣和适用性。

六、研究结果通过仿真和实车测试,我们发现基于学习的ECMS能量管理策略能够有效地提高混合动力汽车的能源利用效率。

在驾驶习惯和路况变化的情况下,该策略能够根据实际情况进行动态调整,使内燃机和电动机的功率分配更加合理。

混合动力汽车节能降耗策略研究

混合动力汽车节能降耗策略研究

混合动力汽车节能降耗策略研究随着现代社会的快速发展,汽车已经成为人们生活中必不可少的一部分。

然而,汽车带来的便利和舒适性也伴随着对环境的污染和能源的消耗。

为了解决这些问题,混合动力汽车应运而生。

混合动力汽车通过将燃油发动机和电动机相结合,提高了燃油利用率,降低了尾气排放,是实现可持续发展的重要途径。

本文将讨论混合动力汽车节能降耗策略的研究。

一. 轻量化设计轻量化设计是汽车节能降耗的重要途径。

在混合动力汽车的设计中,轻量化可以减轻汽车重量,降低燃油消耗和减少尾气排放。

这是因为汽车的整体质量越轻,对发动机的负荷就越小,对车轮的阻力也越小,车子就更容易驾驶,从而降低汽车的油耗和废气排放。

轻量化设计还可以通过改变汽车整体结构,提高汽车材料的强度和耐用性,从而使汽车更加环保和健康。

二. 先进的动力系统混合动力汽车是将燃油发动机和电动机相结合的车辆。

燃油发动机通过燃油燃烧来提供动力,而电动机则通过电力来提供动力。

混合动力汽车的短途驾驶主要通过电动机完成,而长途驾驶则主要通过燃油发动机完成。

通过燃油发动机和电动机的协同工作,混合动力汽车大大提高了燃油利用率,从而降低了燃油消耗和尾气排放。

另外,先进的动力系统还可以提高汽车的性能和可靠性,使驾驶体验更加舒适和安全。

三. 能量回收和储存能量回收和储存是混合动力汽车降耗的重要策略。

能量回收可以通过电池和超级电容器将制动能量和加速能量转换成电能储存,以备后续使用。

通过将回收的能量蓄积起来,混合动力汽车可以通过电动机来提供动力,从而降低燃油消耗和尾气排放。

此外,在汽车停止运行时,也可以将存储的电能用于启动发动机或为车辆提供其他电力需求。

四. 智能控制系统智能控制系统是混合动力汽车节能降耗的重要策略。

在混合动力汽车的设计中,智能控制系统通过对发动机和电动机的运行状态进行监控和调节,使发动机和电动机的工作效率最大化,并且减少燃油消耗和尾气排放。

智能控制系统可以根据汽车的驾驶行为和道路条件,调节发动机的输出功率和转速,以及决定何时要切换到电动模式。

插电式混合动力汽车等效燃油消耗最小能量管理策略研究

插电式混合动力汽车等效燃油消耗最小能量管理策略研究

汽车技术【摘要】对某插电式混合动力汽车电量保持(CS )阶段的能量管理策略进行了设计和优化研究。

首先基于等效燃油消耗最小策略(ECMS )设计了汽车的能量管理策略,然后针对传统遗传算法(SGA )在运行过程中存在的收敛速度慢、种群进化动力不足问题进行了算法改进,并使用改进的遗传算法(IGA )优化燃油等效因子。

硬件在环仿真试验结果表明:在电量保持阶段电池荷电状态允许的偏差内,该方法可以获得更高的燃油经济性。

主题词:插电式混合动力汽车电量保持模式能量管理策略改进遗传算法燃油经济性中图分类号:U469.79文献标识码:A DOI:10.19620/ki.1000-3703.20181146Research on Equivalent Fuel Consumption Minimization Strategy for aPlug-in Hybrid Electric VehicleWang Yangyang,Liu Qingwei,Luo Zhe,Yu Fan(State Key Laboratory of Mechanical System and Vibration,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240)【Abstract 】An energy management strategy is designed and optimized for the Charge Sustaining (CS)period of a Plug-in Hybrid Electric Vehicle (PHEV).Firstly,the vehicle energy management strategy is designed based on Equivalent Fuel Consumption Minimization Strategy (ECMS).Secondly,the Standard Genetic Algorithm (SGA)is improved to overcome its disadvantage of low convergence rate and insufficient of population evolution.Fuel equivalent factor is then optimized by the Improved Genetic Algorithm (IGA).Finally,corresponding hardware in the loop simulations are carried out.The results demonstrate that within allowable deviation of SOC,the better fuel economy is achieved by using the proposed methodduring the CS period of PHEV.Key words:Plug-in hybrid electric vehicle,Charge sustaining mode,Energy managementstrategy,Improved genetic algorithm,Fuel economy王洋洋刘庆伟罗哲喻凡(上海交通大学,机械系统与振动国家重点实验室,上海200240)通讯作者:喻凡(1961—),女,教授,博士生导师,研究方向为汽车系统动力学与控制,**************.cn 。

混合动力汽车瞬时等效油耗最低控制策略

混合动力汽车瞬时等效油耗最低控制策略

混合动力汽车瞬时等效油耗最低控制策略
混合动力汽车瞬时等效油耗最低控制策略*
宫唤春徐胜云
【摘要】摘要:为了更好地探讨混合动力汽车瞬时油耗的控制方法,利用Advisor软件建立瞬时油耗计算的重要参数模型,分析得出精度最佳的瞬时油耗优化表达式;对再生制动对电池电能补偿效应进行修正,以提高该瞬时等效油耗控制策略的精度;在此基础上建立瞬时等效油耗最低控制策略(ECMS)的目标函数;在Advisor软件中实现ECMS算法,对其控制效果进行验证。

研究结果表明:采用该方法得出的瞬时等效油耗精度较高,参数计算准确,证明该方法可行。

【期刊名称】汽车工程师
【年(卷),期】2015(000)011
【总页数】4
【关键词】混合动力汽车;瞬时等效油耗;控制策略
*基金项目:燕京理工学院校级科研项目资助(2014YITSRF102)瞬时等效油耗是衡量混合动力汽车燃油经济性的重要指标,由于混合动力汽车工况变化复杂,存在传动动力和电动动力等2种以上动力模式组合驱动,所以在瞬时工况下燃油消耗问题成为混合动力汽车研究的热点问题。

目前关于混合动力汽车瞬时等效油耗的研究还比较少,文章利用Advisor软件建立瞬时等效油耗相关参数模型,分析优化瞬时等效油耗的控制方法。

1 瞬时等效油耗最低控制策略
瞬时等效油耗最低控制策略(ECMS)包含两层含义[1]:1)等效油耗。

对于电量维持型混合动力汽车,消耗的电池电能(除再生制动回收的电能外)需要。

基于模糊控制的ISG-FHEV等效燃油消耗最小策略

基于模糊控制的ISG-FHEV等效燃油消耗最小策略

基于模糊控制的ISG-FHEV等效燃油消耗最小策略付主木;刘晓真;周祥【摘要】针对ISG重度混合动力汽车,设计了一种基于模糊控制的等效燃油消耗最小策略,以提高发动机和电机驱动系统效率以及整车的燃油经济性.通过对整车等效燃油消耗的分析,构建了整车等效燃油消耗最小目标函数;引入模糊控制对等效因子进行调整,加强等效因子对行驶工况的适应性和对电池荷电状态的偏差控制.仿真结果表明,所设计的控制策略与常规ECMS相比,发动机效率提高8.3 %,电机驱动效率提高11.1 %,百公里耗油量降低8.4%.%In order to improve the driving efficiency of the engine and motor and the vehicle fuel economy further,an Equivalent Consumption Minimization Strategy(ECMS)based on fuzzy control is designed for a Full Hybrid Electric Vehicle assisted by an Integrated Starter Generator(ISG-FHEV). Firstly,based on the analysis of the equivalent fuel consumption of the vehicle,the equivalent fuel consumption minimization objective function is constructed. Secondly,the equivalent factor is adjusted by the introduction of fuzzy control to enhance the adaptability to the driving cycle and the deviation control of battery state of charge(SOC). The simulation results show that compared with the ECMS, the engine efficiency increases 8.3 %,motor driving efficiency increases 11.1 %,fuel consumption to travel 100 km decreases 8.4 %.【期刊名称】《火力与指挥控制》【年(卷),期】2017(042)010【总页数】6页(P103-108)【关键词】混合动力汽车;燃油经济性;等效因子;等效燃油消耗最小策略;模糊控制【作者】付主木;刘晓真;周祥【作者单位】河南科技大学信息工程学院,河南洛阳471023;河南省机器人与智能系统重点实验室,河南洛阳471023;河南科技大学信息工程学院,河南洛阳471023;河南科技大学电气工程学院,河南洛阳471023【正文语种】中文【中图分类】TP391.9作为轻中度混合动力汽车的组合,拥有ISG电机和主电机的ISG重度混合动力汽车(Full Hybrid Electric Vehicle assisted by an Integrated Starter Generator,ISG-FHEV),同时具有轻中度结构的特性和优点,不仅为发动机提供更多的电机助力,而且在行车充电和再生制动情况下均有较高的发电效率,对于提高发动机和电机驱动系统以及整车效率有着很大的潜力[1-2]。

基于模式切换预估算法的DM-EV瞬时能耗最小控制策略

基于模式切换预估算法的DM-EV瞬时能耗最小控制策略

基于模式切换预估算法的DM-EV瞬时能耗最小控制策略林歆悠;王黎明;翟柳清【摘要】为提高电动汽车经济性从而延长其续驶里程,以一款新型的多模式双电机耦合驱动构型电动汽车(DM-EV)作为研究对象,针对该电动汽车的系统构型及工作模式进行分析,重点研究了以瞬时能耗最小为目标,结合模式切换预估算法来进行优化的控制策略.通过仿真与台架试验验证了所提出控制策略与驱动构型的有效性.仿真结果表明,在城市拥堵工况、城市一般工况、高速公路工况下,采用模式切换预估算法可使汽车能量利用率分别提高2.2%,3.6%,1.7%.台架试验验证结果表明,所研究的驱动系统与一般单电机驱动系统对比,其能量利用率比后者分别提高14.2%,11.5%,10.1%.【期刊名称】《汽车工程》【年(卷),期】2019(041)001【总页数】7页(P14-20)【关键词】双电机驱动;控制策略;瞬时能耗最小;预估算法;台架试验【作者】林歆悠;王黎明;翟柳清【作者单位】福州大学机械工程及自动化学院,福州 350002;福建省高端装备制造协同创新中心,福州 350002;【正文语种】中文前言近年来,节能环保型电动汽车越来越受到大众的关注,但由于其有限的续驶里程且电池技术尚未得到突破性进展,因此未能得到广泛使用[1-2]。

基于此,提高能量利用率是目前针对这一问题采取的常见措施,具体可通过优化控制策略及采用多模式双电机耦合驱动构型等方法来提高能量利用率[3]。

通过优化或采取合理的控制策略能够使多模式双电机耦合驱动构型电动汽车在稳定性、动力性、经济性等方面得到更大提升。

张利鹏等[4]采用两侧分布式驱动系统的双电机动力耦合控制,不仅能够抑制驱动力矩波动,而且起到增强车辆高速稳定性的作用。

杨胜兵[5]提出基于分时控制的双电机驱动控制策略,通过与单电机驱动系统对比仿真,验证了其在动力性方面的提升。

ZHANG S等[6]应用动态规划算法结合最优控制策略来改进双电机耦合驱动构型的控制策略,通过仿真分析得出此算法能够有效降低系统能量损耗。

混动汽车节油控制策略

混动汽车节油控制策略

混动汽车节油控制策略混动汽车是一种结合了内燃机和电动机的动力系统,通过合理的控制策略,可以有效地提高燃油利用率,降低燃油消耗,实现节油的目标。

混动汽车节油控制策略主要包括以下几个方面:能量回收系统、智能能源管理系统、动力分配策略、驾驶行为优化。

能量回收系统是混动汽车的核心技术之一。

在制动或减速时,能量回收系统可以将动能转化为电能,存储在电池中。

当车辆需要加速或爬坡时,这些储存的电能就可以供给电动机使用,从而降低了对燃油的依赖。

通过合理利用能量回收系统,可以最大限度地提高能源利用效率,实现节油的目的。

混动汽车配备了智能能源管理系统。

该系统可以根据不同的驾驶模式和路况条件,动态地调整内燃机和电动机的工作状态,以达到最佳的节油效果。

例如,在长时间的低速行驶中,系统可以优先选择电动机作为动力来源,减少内燃机的使用,从而降低燃油消耗。

而在高速行驶或爬坡时,系统则可以自动启动内燃机,提供更大的动力输出。

智能能源管理系统的使用,可以根据实际情况灵活调整能源的使用方式,最大限度地实现节油效果。

混动汽车还采用了动力分配策略来优化车辆的燃油消耗。

动力分配策略是指根据车辆当前的工况和驾驶需求,合理地分配内燃机和电动机的功率输出比例。

例如,在启动时,系统可以通过电动机提供足够的动力,避免内燃机的怠速浪费。

在匀速行驶时,系统则可以根据需要调整内燃机和电动机的功率输出,保持车辆的稳定性和舒适性,同时降低燃油消耗。

驾驶行为优化也是混动汽车节油的重要策略之一。

驾驶员的驾驶行为对燃油消耗有着重要的影响。

合理的驾驶行为包括平稳加速、减速和转弯,以及避免急刹车等。

这些行为可以减少能量的损耗和浪费,提高燃油利用率。

混动汽车通常配备了驾驶辅助系统,可以提醒驾驶员合理驾驶,减少不必要的能量损耗,实现节油的目标。

混动汽车节油控制策略涉及能量回收系统、智能能源管理系统、动力分配策略和驾驶行为优化等方面。

通过合理利用这些策略,可以最大限度地提高燃油利用率,降低燃油消耗,实现节油的目标。

基于变等效因子的PHEV瞬时优化控制策略

基于变等效因子的PHEV瞬时优化控制策略

基于变等效因子的PHEV瞬时优化控制策略基于变等效因子的PHEV瞬时优化控制策略引言随着汽车行业的发展和环境保护意识的提高,插电式混合动力电动汽车(PHEV)逐渐成为人们关注的焦点。

尽管PHEV在节能减排方面具有潜力,但其动力系统在实际应用中仍然面临着许多挑战。

其中之一是如何在不降低行驶性能的情况下,最大限度地提高燃油经济性。

因此,研究基于变等效因子的PHEV瞬时优化控制策略就显得尤为重要。

1. 变等效因子的概念变等效因子是指通过改变燃油发动机的运行状态,使其具有类似于电动机的驱动效果。

在传统的混合动力系统中,由于内燃机的特点,其在高效工况下的燃烧效率会比较高,而在低效工况下则会明显下降。

因此,通过调整内燃机的运行状态,使之在低效工况下能够更接近电动机的效果,可以提高整个系统的燃油经济性。

2. PHEV瞬时优化控制策略PHEV的瞬时优化控制策略旨在根据当前行驶工况的实时信息,对PHEV的动力系统进行优化调整,以达到最佳的燃油经济性。

其中,基于变等效因子的优化控制策略是一种有效的方法。

在变等效因子的基础上,PHEV的瞬时优化控制策略可以分为两个方面的优化:电能管理和燃油引擎控制。

2.1 电能管理电能管理是指根据电池的性能和限制条件,合理分配电能的使用。

首先,需要根据当前行驶工况的需求,确定电池的放电功率和充电功率。

其次,需要根据车辆的实时数据,包括车速、加速度以及电池的SOC(State of Charge),利用动态规划等算法确定最佳的电能利用方式。

2.2 燃油引擎控制燃油引擎控制是指根据变等效因子的原理,调整燃油发动机的运行状态,使之在低效工况下更接近电动机的效果。

具体来说,可以通过调整点火提前角、进气门开度以及气缸内压力等参数,来改变燃烧过程,提高燃烧效率。

3. 实验与仿真结果通过在实际PHEV上进行实验测试,可以验证基于变等效因子的PHEV瞬时优化控制策略的有效性。

同时,还可以通过使用仿真软件,模拟不同驾驶工况下的性能表现,进一步评估该策略的优劣之处。

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混合动力汽车瞬时等效油耗最低控制策略研究摘要:本文提出一个以基于瞬时等效油耗最低控制策略,对影响瞬时油耗计算的重要参数,例如电池电量的等效燃油消耗、电池SOC 维持策略和再生制动能量的修正进行分析研究,推导出精度更高的瞬时油耗最低的优化表达式。

在此基础上,在ADVISOR 软件中进行正交参数优化,初步确定优化表达式中重要参数的取值范围。

前言:混合动力汽车技术为清洁汽车的设计提供了灵活的设计空间,但是其优越经济性和排放性能的获得相对于传统汽车则更加依赖于目标行驶工况的合理选择,总成参数的合理选择与优化,以及能量管理控制策略的合理设计与控制参数的优化。

如果将混合动力汽车在目标行驶工况下的最低燃油消耗问题作为一个纯粹的数学问题进行研究,那么根据最优控制理论对扭矩分配进行优化可以获得混合动力汽车在该目标行驶工况下行驶的全局最低燃油消耗:1min _0Min {((),())((),())}N fc fc fc mc eq mc mc t J m T t t t m T t t t ωω-==⋅∆+⋅∆∑ (1)上式的解可以作为混合动力汽车在目标行驶工况下获得全局最低燃油消耗的控制指令,但是实际行驶中是无法预知汽车在每个时刻的工作状态的,因此基于最优控制理论的全局最低燃油消耗在实际控制中是无法实现的。

为克服全局最优理论存在的不足,研究人员提出了基于车辆实时运行状态的瞬时优化控制策略。

瞬时等效油耗最低控制策略瞬时等效油耗最低控制策略(ECMS )包含两层含义:1、等效油耗——对于电量维持型混合动力汽车,消耗的电池电能(除再生制动回收的电能外)需要在车辆后面的行驶中消耗一定量的燃油进行补充,因此需要建立所消耗电池电能与补偿这些电能所需燃油的等效关系,将某一瞬时发动机消耗燃油与所消耗电池电能的等效燃油量归结为统一的能耗指标,作为优化控制的控制目标。

这是瞬时优化控制策略的核心;2、瞬时优化——根据混合动力汽车的实际运行状态,在每一控制时间内对车辆行驶需求的驱动功率在发动机和电机之间的分配进行实时优化,以使作为控制目标的等效油耗最低,从而确定动力总成的工作模式和功率分配。

混合动力汽车瞬时等效油耗最低控制策略可以表述为:1min _0Min{((),())((),())}N fc fc fc mc eq mc mc t J m T t t t m T t t t ωω-==⋅∆+⋅∆∑ (2)同时满足下述约束条件: 机械约束:()()()total fc mc T t T t T t ρ=+ (3) _max 0()(())fc fc fc T t T t ω<< (4)_min _max ()fc fc fc t ωωω<< (5)_min _max (())()(())mc mc mc mc mc T t T t T t ωω<< (6)_max 0()mc mc t ωω<< (7)结构约束:()()(())()((()))wh fc mc t t i k t t i k t ωωωρ==⋅ (8)()(())(()())wh mc fc tx T t i k t T t T t ρη=⋅⋅+⋅ (9)()(0)SOC t SOC SOC -=∆ (10)式中((),())fc fc m T t t ω——发动机在转速为()fc t ω,输出扭矩为()fc T t 时的燃油消耗率,kg/h ;SOC ∆——行驶工况开始和结束时电池荷电状态的变化;()fc T t ——t 步骤时,发动机输出扭矩,Nm ;()mc T t ——t 步骤时,电机输出扭矩,Nm ; ()wh T t ——t 步骤时,车轮处的驱动需求扭矩,Nm ;()fc t ω——t 步骤时,发动机转速,rad/s ;()mc t ω——t 步骤时,电机转速,rad/s ; ()wh t ω——t 步骤时,车轮的转速,rad/s ;()SOC t ——t 步骤时,电池的SOC ;方程(2)的解虽然不是混合动力汽车在目标行驶工况下油耗最低问题的全局最优解,但是它能够真实反映混合动力汽车的实际行驶情况和混合动力汽车能量管理控制策略技术研究的现状,可以用于对混合动力汽车实际性能的评估,也可将其研究结果或方法用于混合动力汽车的实际控制。

瞬时优化能量管理控制策略通过对每个控制周期内驾驶员需求功率在发动机和电机之间分配的局部优化,在满足驱动功率的前提下,使得该控制周期内动力总成的能量消耗(包括发动机消耗的燃油能量和电机消耗的电池电能)最小,从而在混合动力汽车行驶工况的全局上提高车辆的燃油经济性。

因此应构建能够真实反映混合动力汽车各能量源特性与使用特点的瞬时能量消耗优化目标函数,如果构建的目标函数仅包含传统驱动系统消耗的燃油能量或直接将电驱动系统消耗的电池电能与传统驱动系统消耗的燃油能量直接相加[69],均不能真正反映采用电量维持策略的混合动力汽车电池电量来源与使用的实际情况。

其原因是混合动力汽车电驱动系统将电池电能转化为机械能的效率远高于将燃油化学能转化为机械能的传统驱动系统的效率,如果将所消耗的电池电能和燃油能量直接相加作为优化目标函数,其结果将会使能量控制策略倾向于优先使用电能,直到将电池的电能耗尽。

根据混合动力汽车电池电能使用和补偿情况,用电池电能未来补偿(即当前电池放电)和电池电能未来消耗(即当前对电池充电)两个基本工况表示电池在混合动力汽车行驶过程中的复杂工况,然后根据混合动力汽车的节能机理和各部件总成的效率特性,计算这两个基本工况下电池电能的等效油耗。

电池电能未来补偿电池电能未来补偿是指由于电机消耗电池电能驱动车辆行驶,造成电池SOC 降低,偏离目标值,需要在车辆未来的行驶过程中通过消耗燃油对电池进行充电,以补偿所耗的电能,使电池SOC 回复到目标值。

电机以功率P mc 辅助发动机或单独驱动车辆时的等效瞬时油耗为:__1000cyc chg mc mc eq mc dis mc chgb P m ηηηη=(3.31)由式3.31,电池电量未来补偿工况下,电机助力功率的等效瞬时油耗为未来补偿阶段的平均有效燃料消耗率、平均电机效率和平均电池充电效率,以及当前电机助力功率、电机效率和电池放电效率的函数。

为了使用和表达方便,定义电池电能未来补偿工况的等效油耗转换系数:__cyc chgeq dis mc chgb f ηη=(3.51)电池电量未来消耗电池电量未来消耗是指当电池SOC 在接近于目标值时,由于需要对发动机工作区间进行调节,利用电机对电池充电使发动机工作在高效区,这将使电池SOC 升高,偏离目标值。

能量管理控制策略在车辆未来的行驶中将会倾向于多消耗一部分电能使电池SOC 回复到目标值。

电机以功率P mc_chg 对电池充电时的等效瞬时油耗为:___1000cyc chg mc chg mc eq mc chg mc disb P m ηηηη=(3.39)由式3.39可见,电池电量未来消耗工况下,电机助力功率的等效有效燃料消耗率为当前电池充电阶段的有效燃料消耗率、电机充电功率、电机效率和电池充电效率,以及未来电池电量消耗阶段的平均电机效率和平均电池放电效率的函数。

同样定义电池电能未来消耗工况的等效油耗转换系数:__cyc chgeq chg mc disb f ηη=(3.40)电池SOC 惩罚函数电池SOC 过高或过低都会引起电池的充放电效率降低,因此要避免在电池SOC 过高时进行充电和在SOC 过低时继续放电。

本文引入惩罚函数对电池电量的等效油耗进行修正,以调整控制策略对电能使用倾向,以将电池SOC 维持在合理范围内。

惩罚函数的调整方法是当电池SOC 接近目标SOC 时,惩罚函数的取值基本为1,即当电池SOC 接近目标SOC 时,基本不对电池电量的等效有效进行修正,以使控制策略能够按照最低等效油耗对需求功率进行分配。

而且SOC 惩罚函数在目标SOC 附近取值的变化应该相对较为平缓,以使实际的规律分配尽可能接近最优扭矩分配;当电池SOC 接近SOC 工作区间的上下限值时,SOC 惩罚函数的取值应该迅速加大对电池电量等效油耗的修正,以防止出现电池过充或过放,使电池SOC 尽快回复到目标SOC 。

本文采用的SOC 惩罚函数是由3次曲线和4次曲线函数拟合而成的S 形函数,可以通过修改系数a 和b 对曲线形状进行调整。

()2L H SOC SOC SOC DEV SOC +=-(3.40)34()SOC soc SOC SOC K f DEV a bDEV cDEV ==++ (3.41)式中 SOC DEV ——电池SOC 相对于目标SOC 的偏移量;L SOC ——电池SOC 工作区间的下限; H SOC ——电池SOC 工作区间的上限;SOC K ——电池电量等效油耗修正系数。

图1 SOC 惩罚函数S 曲线因此,经电池SOC 惩罚函数修正后的电池电量等效油耗为:_SOC _mc eq mc eq m K m =⋅ (3.44)再生制动回收能量的修正混合动力汽车在行驶过程中会回收一部分制动能量,电机消耗电池电能驱动车辆行驶后,在未来的行驶中需要发动机消耗燃油补偿的电池电能将会小于电机驱动车辆行驶所消耗的电能,因此要对这部分再生制动回收能量对电池电能消耗与补偿关系进行修正,以真实反映混合动力汽车能量消耗与使用的实际情况。

对于车辆的某一行驶工况,再生制动能量的回收是不断变化的,很难精确地确定从电机参与驱动车辆到发动机完成电池电量补偿期间,电机通过再生制动回收的电量。

因此本文对当前计算时刻前面一段时间内再生制动功率进行统计,取该段时间内再生制动功率的平均值,对需要补偿的电机驱动功率进行修正。

再生制动功率统计时段内的平均再生制动功率表示为:__1_()Nge brk ii ge brk PtP t N t=⋅∆=⋅∆∑ (3.45)式中_()ge brk P t ——再生制动功率统计时段的平均再生制动功率,kW ;__ge brk i P ——再生制动功率统计时段内第i 个控制周期的再生制动功率,kW 。

⊿t ——控制周期时间,s ;N ——统计平均再生制动功率的控制周期的个数。

对再生制动回收能量修正后的,电池电能未来补偿工况的等效油耗为:____(()())(())1000()()chg mc dischg ge brk mc eq mc dischg mc dischg mc chgb P t P t m P t t t ηηηη⋅+=⋅⋅⋅⋅ (3.46)瞬时优化控制策略算法目标函数根据本文的研究结论在考虑电池SOC 维持和再生制动能量回收因素后,将瞬时等效油耗最低控制策略目标函数的一般表达式改写为1min SOC __0Min{((())(()()))N fc fc mc eq mc ge brk t J m P t K m P t P t t -==++∆∑ (3-46)其中,___()()(())(1)1000()()1000()()mc mc mc eq mc eq diseq chg mc dis mc chg P t P t m P t f f t t t t λληηηη=+-1(())2mc sign P t λ+=ECMS 的算法实现与验证本文在ADVISOR 软件下修改相应模块以实现ECMS 算法,ECMS 算法主要包括用于电池SOC 维持的SOC 惩罚函数修正模块和最优工作点计算模块。

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