针对混合动力汽车制动能量回收控制,提出了一种基于模糊Q学习的液压再生制动系统能量回收效率优化算法。建立了基于并联液压混合动力系统的汽车动力学模型,通过模糊Q学习法对汽车再生制动控制策略进行了优化。在此基础上建立了试验平台,验证液压再生制动仿真模型的准确性。与基于专家经验的模糊控制策略、动态规划算法相比,结果表明,经模糊Q学习算法优化的汽车节能率分别提高了9.62%和8.91%。

为了实现对混合动力汽车实时的燃油经济性控制,提出了改进的马尔可夫模型预测控制方法。建立了混合动力汽车关键部件模型,从克服阻力和速度跟踪两个方面建立了车辆需求转矩模型,从而建立了混合动力汽车仿真模型;使用多步马尔可夫模型预测车辆状态;在模型预测控制目标函数中引入电量参考值,当电量大于参考值时使用模型预测最优控制策略,当电量低于参考值时,在目标函数中引入电量惩罚项,使用改进的模型预测控制策略。经仿真验证,在新欧洲行驶工况下,马尔可夫模型预测控制比恒值预测控制的油耗减少了4.27%,比规则能量管理策略减少了4.99%;在中国城市工况下,马尔科夫模型预测控制比恒值预测控制的油耗减少了8.32%,比规则能量管理策略减少了13.16%。

为了同时降低插电式混合动力汽车的能量消耗和电池寿命衰减速率,提出了随机动态规划和粒子群嵌套寻优的能量管理方法。建立了车辆的传动系统模型和电池模型,在电池寿命模型中引入寿命影响因子,使电池累计电量由理想情况转化为实际情况;为了描述车辆状态,建立了具有概率统计模型的驾驶循环模型;根据以上模型,将混合动力汽车能量控制问题转化为带约束优化问题;提出了随机动态规划和粒子群嵌套寻优的求解方法,使用粒子群搜索最优权重,达到能量消耗和寿命衰减速率最佳平衡。经仿真验证,相比于固定权重系数,嵌套寻优方法具有更优的控制结果;与文献[10]控制方法相比,等价燃油消耗减少了43.74%,电池寿命衰减率减少了35.53%,充分证明了嵌套寻优方的优越性。

为了预防电池组的热失控现象,对搭载一种镍氢电池组的混合动力汽车热管理系统策略进行了设计及验证。总结镍氢电池组的温度特性确定电池热管理系统的目标,分析电池组冷却系统得出影响电池温度的主要因素,提出一种模糊PID温度控制算法并结合电池组热管理系统目标设计了电池热管理系统策略。对采用这种温度控制策略的电池组进行了台架热平衡试验后又进行了整车高温试验。试验结果表明,当电池组处于高温环境且工作电流较大时,设计的策略能够保证电池组的最高温度、温差在合理温度区间内。

为了减少混合动力汽车油耗和有害气体排放量,提出了基于动态重组多种群粒子群算法的参数优化方法。介绍了并联式混合动力系统原理,制定了能量管理策略。以降低能耗和有害气体排放为目标,选取了动力系统参数和控制策略参数为优化变量,建立了多目标优化模型。以粒子群算法为基础,将粒子群划分为优势群、劣势群、混合群3类,同时给出了多种群动态重组策略和各种群的粒子更新方法,有效兼顾了粒子的多样性和搜索效率,在此基础上提出了动态重组多种群粒子群算法的车辆参数优化方法。经UDDS工况验证,优化后油耗减少了5.03%,CO排放量降低了20.39%,CH化合物排放量降低了8.18%,NOx化合物排放量降低了7.54%,以上数据说明了动态重组多种群粒子群算法在车辆参数优化中的有效性。

为了减小混合动力汽车的燃油消耗,提出了驾驶工况自适应的等效燃油消耗最小控制策略。介绍了混合动力系统结构和工作模式,建立了混合动力车辆的实时控制模型。基于庞特里亚金极小值原理和等效燃油消耗最小策略求解了车辆在多个优化目标下的最优控制律;提取了车辆行驶工况特征参数,使用学习矢量量化神经网络构造了驾驶工况智能识别器,实现了驾驶工况精准识别。为了使等效燃油消耗最小策略适用于复杂多变的驾驶工况,提出了等效因子随驾驶工况自适应变化策略。使用由4种标准工况组成的综合工况进行仿真验证,并与文献[6]的智能规则控制、文献[11]的模型预测控制策略进行比较,这里提出的自适应等效燃油消耗最小策略的百公里油耗比智能规则控制减少了7.64%,比模型预测控制减少了4.96%,说明了自适应等效燃油消耗最小策略可以有效减少混...

混合动力汽车能量管理策略会对整车各项基本性能产生重要影响。传统优化控制策略中,通常以燃油消耗最小为单一优化目标,计算结果会使实际控制量异常,进而导致整车驾驶舒适性变差。为解决此类问题,针对搭载无级变速器的混合动力汽车,建立了系统前向仿真模型,提出了一种改进型的自适应等效燃油消耗最小策略,通过惩罚函数对控制量的变化异常进行约束,实现了对燃油经济性和驾驶舒适性的多目标实时优化;在4种标准循环工况下,计算分析了权重因子对目标函数中各项性能指标的影响;为验证控制模型的有效性,在UDDS工况下,与最优ECMS策略进行了对比。仿真结果表明,该方法在实时优化燃油经济性的同时,发动机启停次数、CVT速比变化率和电动油泵能量消耗等目标均得到了极大改善。

AMT换挡后的离合器结合过程控制好坏对系统冲击有较大的影响,针对P2型单轴并联混合动力汽车离合器的结合过程中,离合器接合阶段离合器尽快接合和冲击度尽可能小这两个控制目标,分析了不同驱动模式下换挡离合器接合阶段动力学过程,设计了基于模型预测控制的离合器接合控制策略,搭建了Amesim-Simulink联合仿真模型对控制策略进行仿真分析,并将模型预测控制的效果与模糊PID控制进行了比较。结果表明,模型预测控制方法虽然会使离合器接合时间在可接受的范围内略微增加,但滑磨功和冲击度会不同程度的减少。其中,冲击度的减少尤为明显,在发动机单独驱动时冲击度减少43%,混合驱动时冲击度减少35%。

插电式柴电混合动力汽车在发动机冷启动阶段要求高NOx转化效率与低NH3泄漏的目标之间存在trade-off关系。依据SCR反应机理建立了NH3解吸附速率模型、SCR温度模型以及动态反应模型,将电池SOC和SCR温度作为状态变量,基于庞特里亚金极小值原理提出SCR起燃时间最短策略和油耗与排放多目标综合优化控制策略,并对上述两种策略进行仿真分析。结果表明,SCR起燃时间最短策略在快速升温过程中易造成氨存储量超过催化器储氨能力限值,氨泄漏体积浓度峰值达到4.362×10^-5,而油耗与排放多目标综合优化策略相比SCR起燃时间最短策略,能实现快速起燃;同时,SCR出口氨泄漏体积浓度峰值降低至2.1226×10^-5,燃油经济性提高7.13%。最后,基于dSPACE实时仿真平台进行硬件在环实验,验证了所提出控制策略的实时性和有效性。

随着人们环保意识的不断提升,混合动力车在近几年得到了广泛的应用。该文详细探讨了节能环保汽车的一种——液压混合动力汽车,这种汽车充分利用了液压储能器功率密度大的优势以及能量再生系统的特点,使得液压混合动力汽车在减少污染,提高车辆性能方面有着突出的表现。该文着重介绍了技术更为成熟的并联式液压混合动力汽车的原理及应用。