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插电式混合动力综合能效评价及动态能量管理策略开发

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插电式混合动力综合能效评价及动态能量管理策略开发

作者：童盛稳天津大学

学位级别：硕士

插电式混合动力汽车(Plug-in Hybrid Electric Vehicle,PHEV)可以通过外部电网对电池充电,也可以采用复合动力,因此同时具备较长纯电里程,较高燃油经济性的优点。在实际运行过程中,PHEV系统电池中储电等效效率受到电网充电效率及发动机... 详细信息

插电式混合动力汽车(Plug-in Hybrid Electric Vehicle,PHEV)可以通过外部电网对电池充电,也可以采用复合动力,因此同时具备较长纯电里程,较高燃油经济性的优点。在实际运行过程中,PHEV系统电池中储电等效效率受到电网充电效率及发动机充电效率的共同影响,因而是实时变化的,导致整个系统的综合效率表现出动态性和耦合性的特征。传统基于确定规则的混合动力能量管理策略,难以适应PHEV的动态性和耦合性的特征,而最终影响PHEV的实际能耗表现。为此,本文从系统综合效率优化的角度,分析基于确定规则能量管理策略所存在的问题,然后在此基础上通过引入预测信息和动态规则实现对PHEV系统能耗的综合优化。首先,本研究针对目标平台,搭建了功率分流式插电混合动力系统GT-SUITE仿真平台,并开发了基于规则的能量管理策略,通过实验数据对其进行验证,仿真能耗与实验能耗的相对误差为1.37%,该研究平台可以较好的反映实际车辆的能耗状态,为后续验证提供条件。其次,为解决插电式混合动力系统能效的动态性和耦合性问题,本文通过对电池储存电能的组成和充电方式分析,建立了电池电能等效效率的评价模型,并提出了不同模式下的系统综合能效的评价方法。然后,采用改进的粒子群算法,以系统综合效率为目标进行确定工况下的能效评价。以两个连续的全球轻型车测试循环(World Light Vehicle Test Cycle,WLTC)为边界对策略进行了效果验证,结果显示,与确定规则的策略相比,系统总能耗具有进一步降低11.6%以上的潜力。最后,通过在能量管理策略中引入预测信息,提升能量管理策略对实际工况的适应性。通过粒子群算法对典型工况应用中表征功率分配关系的权重系数及规则阈值进行优化,得到不同工况下最佳的规则参数。建立神经网络的工况识别模型,通过对预测信息提供未来工况特征的识别,周期性的改变相应的规则阈值。本研究采用两个连续的中国汽车行驶工况(China Light-duty Vehicle Cycle,CLTC),对所开发的动态规则能量管理策略的性能进行仿真验证。结果显示,相对确定规则的策略,动态规则的PHEV的系统能耗减少了13.5%,从而有效改善了实际应用能效。

关键词：插电式混合动力能量管理策略系统综合效率动态规则粒子群优化

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插电式混合动力汽车硬件在环测试

重庆大学学报（自然科学版） 2012年第3期35卷 8-13,19页

作者：叶明舒红刘永刚重庆理工大学汽车零部件制造与检测技术教育部重点实验室重庆400054 重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044

分析插电式混合动力系统的结构特点,建立发动机数值模型、电机电池联合工作数值模型、自动离合器模型和整车动力学模型。分析系统输入输出信号的类型及特征,搭建基于MATLAB/xPC的插电式混合动力客车硬件在环测试系统。以纯电动和纯发动... 详细信息

分析插电式混合动力系统的结构特点,建立发动机数值模型、电机电池联合工作数值模型、自动离合器模型和整车动力学模型。分析系统输入输出信号的类型及特征,搭建基于MATLAB/xPC的插电式混合动力客车硬件在环测试系统。以纯电动和纯发动机工况切换为例,将驾驶员操作油门变化的实际数据作为测试的输入条件,对插电式混合动力客车的控制逻辑进行了硬件在环测试。测试结果显示自动离合器在油门变化剧烈时会出现频繁分离结合的现象。通过对测试数据和控制逻辑的分析,发现故障原因并进行了控制逻辑修正。采用修正后的控制逻辑在道路测试中取得良好的效果。

关键词：插电式混合动力电动汽车硬件在环控制测试案例

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插电式混合动力乘用车变速箱油的研制

石油商技 2022年第3期40卷 18-23页

作者：杜雪岭中国石化润滑油有限公司北京研究院

随着电机功率密度的提升,油冷电机技术的介入,对插电式混合动力乘用车变速箱油提出全新挑战。本文结合硬件结构、工况特点及对润滑油性能的要求,选择API III类基础油,通过对功能添加剂的优选,研制了一款插电式混合动力乘用车变速箱油。... 详细信息

随着电机功率密度的提升,油冷电机技术的介入,对插电式混合动力乘用车变速箱油提出全新挑战。本文结合硬件结构、工况特点及对润滑油性能的要求,选择API III类基础油,通过对功能添加剂的优选,研制了一款插电式混合动力乘用车变速箱油。理化数据和台架测试结果表明,该油品具有良好的氧化安定性能、剪切安定性能和摩擦性能,同时,与所测试的关键电机绝缘材料具有良好的兼容性能。

关键词：插电式混合动力电机技术乘用车功能添加剂剪切安定性氧化安定性工况特点摩擦性能

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插电式混合动力汽车参数匹配及控制策略研究

插电式混合动力汽车参数匹配及控制策略研究

作者：李娟湖南大学

学位级别：硕士

能源短缺和环境问题成为全球发展的绊脚石,世界各国都在研究新能源技术。插电式混合动力汽车是一种低油耗且不受电池电量限制行驶里程的新能源汽车。PHEV(Plug in Hybrid Electric Vehicle)的控制策略是目前研究工作的重点及难点之一,... 详细信息

能源短缺和环境问题成为全球发展的绊脚石,世界各国都在研究新能源技术。插电式混合动力汽车是一种低油耗且不受电池电量限制行驶里程的新能源汽车。PHEV(Plug in Hybrid Electric Vehicle)的控制策略是目前研究工作的重点及难点之一,优秀的控制策略可以大大提高整车的燃油经济性。本文基于双电机插电式混合动力汽车横向课题,以双电机PHEV为研究对象,对其控制策略进行了深入研究,开展并完成了以下工作:首先根据整车设计要求,对PHEV总体结构进行设计。进行动力总成参数匹配计算;确定整车的CAN网络架构,制定整车CAN通讯协议。然后,根据总体结构设计及参数匹配结果,在AVL CRUISE中搭建双电机PHEV整车对象模型,进行了总线连接及模型正确性检查,为本文研究重点控制策略的开发奠定了基础。基于PHEV动力系统特点设计了逻辑门限值控制策略。通过分析PHEV的运行模式和工作模式,在CD(Charge-Depleting)和CS(Charge-Sustaining)两种运行模式下分别设计了电机驱动为主控制策略和优化发动机工作区间为主控制策略。在此基础上,设计了以SOC(电池荷电状态)、ΔSOC、需求转矩与发动机最大转矩比值I为输入,以发动机目标转矩与最大转矩比值O为输出的模糊逻辑控制器。基于Matlab/Simulink建模平台,完成了两种控制策略模型搭建。最后将整车对象模型和控制策略模型建立Interface方式的联合仿真。对逻辑门限值控制策略进行了动力性和燃油经济性仿真分析,研究了预设行程和工况对模糊逻辑控制策略的影响,最后对两种控制策略在不同行驶距离的燃油经济性进行对比仿真分析。结果表明,两种控制策略均达到设计目标,模糊逻辑控制策略具有更好的鲁棒性,燃油经济性更优。

关键词：插电式混合动力参数匹配控制策略能量管理模糊逻辑

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插电式混合动力汽车控制策略研究与仿真分析

插电式混合动力汽车控制策略研究与仿真分析

作者：吕晨阳武汉理工大学

学位级别：硕士

环境污染与能源短缺问题日益严峻,新能源汽车作为代替传统燃油车的环境友好型交通工具,在各国政府引导、扶持和各大汽车企业大力推进下,蓬勃发展。纯电动汽车由于充电设备普及度和续航问题,现阶段存在推广难度。而将传统燃油车与电动车... 详细信息

环境污染与能源短缺问题日益严峻,新能源汽车作为代替传统燃油车的环境友好型交通工具,在各国政府引导、扶持和各大汽车企业大力推进下,蓬勃发展。纯电动汽车由于充电设备普及度和续航问题,现阶段存在推广难度。而将传统燃油车与电动车的优势进行结合的插电式混合动力汽车（Plug-in Hybrid Electric Vehicle,简称PHEV）应运而生,其多样的工作模式可以适应多种出行工况及行驶需求,具有取代传统车的潜力,有很强的研究价值。论文依托校企合作项目“PHEV动力系统仿真计算及优化”作为课题研究背景。以企业内某款燃油SUV为原型,将其改制成三电机插电式混合动力汽车,并以产品化的控制策略功能为目标,设计整车能量管理控制策略。在保证动力性基础上,使其综合燃油消耗最优,达到企业的设计要求。主要的研究内容包括:（1）基于企业给定的动力系统框架,设计P1+P3+P4的PHEV动力系统,并根据项目要求确定性能指标,最后完成关键动力部件的参数匹配和选型工作。（2）针对PHEV动力系统结构特点,研究控制策略的制定原则和PHEV并联、串联等主要运行模式的特点。通过对动力部件的静态特性Map图及效率曲线进行分析,结合车辆车速、SOC等动态行驶参数及工程实际经验,确定模式切换阈值,并划分车辆行驶模式。最终设计基于静态逻辑门限值的能量管理控制策略,并在MATLAB/Simulink软件平台完成模块化控制策略模型的设计。（3）在AVL Cruise平台搭建整车结构模型,对整车的动力性进行验证。并通过MATLAB/Simulink联合仿真,在NEDC工况下完成经济性的仿真和测试,最终得到平均综合百公里油耗6.19L,较原燃油车经济性提升了22.63%。（4）利用Isight5.5平台与AVL Cruise集成优化,使用带有精英策略的非支配排序遗传算法以经济性和排放性能为优化目标,对控制策略中的参数优化选择,得到不同电量情况下的寻优参数值,优化后百公里综合油耗达到6.05L,较原车提升了24.38%,排放性能较优化前提升5.28%。论文中采用数学分析和模型仿真相结合的方法,设计整车动力系统及控制策略,不仅满足项目设计目标,并且取得良好的研究成果,为插电式混合动力汽车控制策略的开发提供了合理的参考,具有工程实用价值。

关键词：插电式混合动力参数匹配控制策略仿真分析性能优化

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插电式混合动力汽车动力系统设计与仿真

控制工程 2017年第2期24卷 346-350页

作者：曹景升王大鹏崔盈利邢台职业技术学院汽车工程系河北邢台054035

插电式混合动力汽车(PHEV)是可以通过外部电网进行充电的新型电动汽车,主要由电动机、发动机—发电机组、电池等诸多子系统组成,分析的插电式混合动力汽车的特点,根据本款插电式混合动力汽车的设计要求,确定了整车基本参数,根据汽车设... 详细信息

插电式混合动力汽车(PHEV)是可以通过外部电网进行充电的新型电动汽车,主要由电动机、发动机—发电机组、电池等诸多子系统组成,分析的插电式混合动力汽车的特点,根据本款插电式混合动力汽车的设计要求,确定了整车基本参数,根据汽车设计理论对驱动电机、动力电池、发动机—发电机组、传动系统等子系统的参数进行了匹配设计,利用AVL–CRUISE软件建立了插电式混合动力汽车动力系统的模型,在NEDC工况下,对该模型进行了仿真分析,获得了最高车速、加速性能、爬坡性能仿真结果,同时得到了驱动电机、发电机和蓄电池的工作曲线,仿真结果表明设计方法正确,动力总成参数匹配合理,控制策略对各部分控制是有效的,为整车的进一步开发打下了良好基础。

关键词：插电式混合动力动力系统参数设计仿真分析

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插电式混合动力汽车用户使用习惯分析

汽车与新动力 2021年第1期4卷 82-84页

作者：郑钻玺邵华彭涛上海捷能汽车技术有限公司上海201804

基于新能源汽车的大数据平台,对某款插电式混合动力汽车的用户使用习惯进行了分析。根据用户行驶轨迹的差异将用户划分为2类群体,对2类用户群体的充电习惯、驾驶习惯和起停功能的使用频率进行了分析,为插电式混合动力汽车动力总成的设... 详细信息

基于新能源汽车的大数据平台,对某款插电式混合动力汽车的用户使用习惯进行了分析。根据用户行驶轨迹的差异将用户划分为2类群体,对2类用户群体的充电习惯、驾驶习惯和起停功能的使用频率进行了分析,为插电式混合动力汽车动力总成的设计优化提供了依据。

关键词：插电式混合动力用户使用习惯大数据工况无线通讯

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插电式混合动力汽车制动能量回收策略研究

插电式混合动力汽车制动能量回收策略研究

作者：李博溪合肥工业大学

学位级别：硕士

由于能源短缺以及环境污染,节能环保已成为当前世界汽车工业发展的新主题。插电式混合动力汽车(Plug-in hybrid electric vehicle)既保持了传统汽车续驶里程长、动力性好的优点,又能发挥电动汽车高效和低排放性能的长处,特别是在电池技... 详细信息

由于能源短缺以及环境污染,节能环保已成为当前世界汽车工业发展的新主题。插电式混合动力汽车(Plug-in hybrid electric vehicle)既保持了传统汽车续驶里程长、动力性好的优点,又能发挥电动汽车高效和低排放性能的长处,特别是在电池技术瓶颈尚未突破以及充电设施还不完善,而石化类传统能源加油设施又非常完备的情况下,是目前应对节能环保与使用经济性课题的较佳选择。通过对该类型混动汽车控制策略的优化以及刹车制动能回收等技术的应用,可以做到把传统石化能源汽车和纯电动汽车的特点结合起来,实现更低的排放和更高的燃油经济性。因此插电式混合动力汽车越来越受到大众的青睐,各大汽车公司也在积极的研发并推出此类车型。本文是与某公司的合作项目：插电式混合动力汽车产业化开发项目为背景,对整车的动力系统参数匹配及制动能量回收控制策略进行了一些研究。根据整车动力性、经济性等设计指标,结合汽车理论的相关知识,对发动机、电动机及电池等参数进行了选型和参数匹配,在此基础上,根据车辆制动过程分析了其特性,提出了一种制动能量回收的策略。接下来通过simulink及stateflow建立了制动能量回收的控制模型及最终的实车模型,并对模型进行了逻辑验证。最后通过实车测试,分析了各个工况的制动能量回收率,验证了本文制动能量回收策略的有效性。

关键词：插电式混合动力参数匹配制动能量回收实车测试

插电式混合动力汽车动力系统参数匹配和控制策略的研究

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插电式混合动力汽车动力系统参数匹配和控制策略的研究

作者：王振国合肥工业大学

学位级别：硕士

插电式混合动力汽车（Plug-in hybrid electric vehicle）是传统内燃机汽车向清洁的纯电动汽车发展的过渡性产品。由于它具有纯电动汽车零污染和传统内燃机汽车续驶里程长的优点，在纯电动汽车动力电池技术难题解决前，插电式混合动力... 详细信息

插电式混合动力汽车（Plug-in hybrid electric vehicle）是传统内燃机汽车向清洁的纯电动汽车发展的过渡性产品。由于它具有纯电动汽车零污染和传统内燃机汽车续驶里程长的优点，在纯电动汽车动力电池技术难题解决前，插电式混合动力汽车越来越受到大众的青睐，各大汽车公司也在积极的研发并推出相应的车型。本文以实验室和某公司的合作项目：插电式混合动力汽车产业化开发项目为背景，对整车的动力系统参数匹配及控制策略进行了一些研究。根据整车动力性、经济性等设计指标，结合汽车理论的相关知识，对发动机、电动机及电池等参数进行了匹配计算，并在CRUISE软件中建立了整车动力系统的仿真模型。在分析了汽车工作模式的基础上，制定了基于逻辑门限值的控制策略，并在MATLAB/Simulink中建立控制策略的模型，导入到CRUISE中进行联合仿真。仿真结果显示，动力性和经济性的各项指标都满足设计的要求。最后应用工程优化软件Isight对整车的性能进行优化。以百公里油耗和0~100km/h的加速时间为优化目标，以动力性和经济性的各项指标为约束函数，对前后主减速器的减速比进行优化。优化结果表明：优化后动力性和经济性都得到了不同程度的提高，其中百公里油耗减少了6.7%，纯电动最高车速增加了9.7%，0~100km/h的加速时间减少2.3%。本次的优化设计合理可行，优化结果较理想。

关键词：插电式混合动力参数匹配控制策略仿真优化