基于遗传算法的纯电动汽车动力传动系统优化

以某一型号的单挡纯电动汽车作为研究对象,在基于动力系统参数分析的基础上,对整车合理匹配两挡AMT变速器,并基于ADVISOR仿真平台建立整车仿真模型。应用遗传算法工具箱与ADVISOR非图形化界面联合优化以实现自动优化动力系统参数的目的,获得动力性和经济性最优匹配结果。仿真结果表明:该优化方法能有效地提高纯电动汽车的性能。     

基于智能算法的HEV用阿特金森发动机油路及动力系统平均值模型实时辨识方法研究

混合动力电动汽车(HEV)用阿特金森循环发动机具有高压缩比和大进气行程,有别于常规发动机,特别适合于HEV对发动机工况的要求。以某款4缸16气门发动机为研究对象,分析了其油路和动力输出平均值模型。对发动机36个结构参数进行了测量,并采集了不同工况下270组发动机的127个运行参数,首先进行了小波滤波,其次通过构造超定超越方程组,利用最小二乘法及遗传算法进行求解,然后运用粒子群算法进行寻优计算,最终辨识出了该发动机油路及动力输出子系统平均值模型的28个待辨识参数。所提出的模型辨识方法和辨识结果可进一步应用于HEV用发动机及整车系统的实时控制,以解决发动机在使用过程中因老化及性能变化导致整车控制策略不能实时调整,使得HEV节能减排效果恶化的难题。     

模糊逻辑的增程式燃料电池SUV能量管理策略研究

以增程式燃料电池混合动力SUV为研究对象,以优化电池充放电状态、燃料电池工作效率以及增加整车续驶里程为目标,开展基于模糊逻辑的能量管理策略优化研究。基于Simulink/AMESim联合仿真平台搭建了整车及能量管理系统模型,进行了一种前向能量流仿真计算,验证了策略动力性,同时对比分析了恒温器控制策略及基于模糊逻辑的恒温器控制策略在各工况下的充放电状态、燃料电池工作效率及续驶里程。结果表明:在满足动力性指标的前提下,基于模糊逻辑的恒温器控制策略能有效改善电池充放电状态,优化燃料电池工作效率,增加整车续驶里程。在NEDC、WLTC及CLTC-P标准循环工况下,燃料电池工作效率平均提升15.6%,续驶里程分别提升4.99%、5.08%、4.72%。     

PHEV动力系统参数匹配及Cruise性能仿真研究

插电式混合动力电动汽车(PHEV)的驱动系统通常由2个或以上的总成组成,结构较传统汽车动力系统更为复杂,其动力系统参数匹配也是插电式混合动力电动汽车设计的难点之一。基于车辆动力学原理,对总功率、发动机功率、电动机与电池等组件功率进行了计算研究,并利用AVL CRUISE动力性与经济性仿真软件,结合项目实例进行了前向仿真,计算与仿真模拟结果验证了该参数匹配方案的可行性。     

基于工况的双电机参数匹配与控制策略研究

针对单电机直驱系统高效区利用不足的问题,以某款纯电动城市客车为例设计了一种同轴双电机系统,基于行驶工况分析进行参数匹配,根据电机高效区提出了基于规则的转矩控制策略。运用CRUISE和Matlab/Simulink软件分别建立整车模型和同轴双电机系统控制策略模型,进行动力性和经济性仿真。仿真结果表明:同轴双电机系统满足整车动力性要求,与单电机相比具有更好的经济性。     

基于改进遗传算法电动汽车变速器参数设计与优化

为增加纯电动车行驶里程,以某款只匹配主减速比的纯电动物流车为原型,改为两挡传动比配置,对传动比参数进行优化以提高电机工作效率。通过Cruise与Isight联合仿真,利用2种改进遗传算法优化得到2种不同方案。利用多岛遗传算法(MIGA)优化获得经济性最优方案1,利用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)优化获得兼顾经济性和动力性的方案2,为电动汽车变速器设计与速比优化提供了参考。     

基于HyperWorks的混合动力环卫车副车架有限元分析及轻量化设计

为降低混合动力环卫车副车架质量和整车油耗,达到车辆节能减排的目的,采用CATIA建立混合动力环卫车副车架的三维模型,并导入HyperWorks中。利用HyperWorks建立副车架的应力分析有限元模型,并计算颠簸、转弯、加速3种工况下副车架的应力分布和变形量。基于静态的有限元仿真结果,以颠簸工况作为设计工况对副车架进行拓扑优化。根据得到的优化结果,提出在副车架上适当加工减重孔的轻量化设计方案,并对改进设计后的副车架进行仿真,验证方案的合理性。研究结果显示:在满足副车架强度和变形量要求的前提下,通过对副车架的轻量化设计,使副车架总质量降低12.96%,实现了轻量化的目标。     

“十三五”北京市新能源汽车节能减排潜力

采用车用燃料生命周期分析法,对北京市推广的电动出租车、公交车、环卫车和租赁电动车的节能效应和减排效应进行量化分析,结合北京市电动车的运行情况对新能源电动车的碳排放影响因素进行分析,在此基础上对"十三五"期间北京市新能源汽车节能减排效果预测,并据此提出一定发展路径的政策建议。研究认为:北京市现行推广的电动出租车、公交车、环卫车和租赁电动车具有较好的节能减排效果;发电结构、车用燃料类型等影响因素对电动车的减排效果影响较大;预计到2020年,推广的新能源电动车将节能154769万千瓦时、减排CO2 39.4万吨。     

全时四驱SUV爬坡性能分析与优化

为提升汽车的爬坡性能,进行了某全时四驱SUV(运动型多用途汽车)的爬坡性能计算、分析及优化研究。考虑风阻对爬坡度的影响,建立汽车爬坡动力学模型,分别从驱动力条件和地面附着条件进行了最大爬坡度的理论值计算;应用AVL Cruise软件对全时四驱SUV理论模型进行验证及动力性和经济性分析,并与相同整车参数的前驱、后驱SUV进行爬坡度对比;基于遗传算法对汽车爬坡性能及燃油经济性进行参数优化。结果表明:相同整车参数条件下,全时四驱方式爬坡度明显优于前驱、后驱方式;应用遗传优化算法可在燃油经济性约束条件下明显提升SUV爬坡性能。     

基于AMESim的电动客车传动系分析与研究

以某电动中型客车为研究对象,对加装变速器后的整车动力总成系统进行研究,分析并建立了整车数学模型。在此基础上,利用AMESim建立了整车仿真模型,并利用Matlab/Simulink建立整车控制器。针对NEDC循环工况和加速工况对其进行了模拟仿真;分析了传动系参数对整车加速度特性、最高车速、经济性及冲击度的影响。利用遗传算法对传动系的传动比进行了优化,在保证整车冲击度达标的前提下改善了整车动力性与经济性。     

纯电动汽车两挡AMT换挡策略研究

两挡AMT相较于单级固定速比减速器,能够降低整车系统对电池和电机性能的要求,但需要为其设计合理的换挡策略,以保证车辆经济性和动力性满足需求。首先分析驱动工况下电池、电机和变速器效率随车速和加速踏板开度的变化情况,以系统效率最高为目标,设计最佳经济性换挡策略。其次,分析不同挡位下加速度随车速和加速度踏板开度的变化情况,以加速度最大为目标,设计最佳动力性换挡策略。最后,设计了一种换挡策略切换控制器,将百公里电耗和加速时间组成综合性能指标,基于模糊理论计算动力需求因数,根据动力需求因数选择相应的换挡策略。仿真和试验结果显示:相较于传统换挡策略,平均百公里电耗降低9.97%,加速度略有恶化约3.96%。因此,该换挡策略在基本保证驾驶员动力需求的同时,极大地提高了经济性,可有效延长车辆的续航里程。     

电动汽车自动变速器设计研究

由于电池和电机技术的不成熟,电动汽车仍需利用变速器提高整车动力性和经济性。本文首先简述了常见自动变速器的结构原理和优缺点,结合电动汽车电机特性和双离合器自动变速器的优点,提出将两挡双离合器自动变速器应用于电动汽车,并着重对该自动变速器的系统结构原理及其实现过程进行介绍,并分析了该自动变速器的优点。经研究表明,两挡自动变速器具有较好的应用前景。     

基于峰值电源并联混合动力汽车动力系统设计

对并联式混合动力汽车动力系统总体方案进行研究分析,完成对并联式混合动力汽车电驱动系关键指标的设计,确定各部分的结构形式和参数,并对参数进行设计.利用Advisor仿真软件建立混合动力汽车动力系统的仿真模型,采用峰值电源荷电状态最大控制策略,在城市道路循环(UDDS)工况下,对混合动力汽车动力性、燃油经济性及主要零部件的工作性能进行仿真分析.结果显示所设计混合动力汽车比传统汽车在燃油经济性、动力性方面有较大提升污染物排放量有所降低.     

电动车参与调峰的碳减排潜力

中国可再生能源高速发展,风电、太阳能的不确定性对电网储能要求日益提高,基于中国-TIMES模型与电动汽车储能调峰计算方法,分析电动汽车V2G技术在不同渗透率下对能源系统各部门碳排放的影响。提出使用蒙特卡洛模拟抽取荷电状态、充发电时段的调峰容量计算方法,将电动车按是否参与电网调峰进行分类,获取电动车各小时调峰容量。对电动车参与中国电力调峰进行分析计算,结果表明,电动车储能技术可以降低电力负荷峰谷差,从而缓解电网调峰压力,对减少中国碳排放总量具有一定贡献。     

双行星排式混合动力耦合机构效率特性分析

以某款双行星排式混合动力耦合机构为研究对象,结合其结构特点及不同工况运行下的工作模式,运用图论理论中的基本回路法进行双行星排式动力耦合机构的运动学分析,实现双行星排式混合动力耦合机构动力部件在不同工作模式下的运动学求解。采用Romax软件进行双行星排式混合动力耦合机构建模,代入不同工作模式下双行星排式混合动力耦合机构部件的运动学关系,对混合动力耦合机构不同工作模式下的功率流传递路径进行效率特性仿真计算,求解结果对制定双行星排式混合动力汽车的最优控制策略以及匹配整车关键部件的参数具有重要意义。     

混合动力电动汽车动力学模型仿真

为了减少汽车开发和生产成本,提高生产效率,利用Matlab/Simulink软件建立混合动力汽车动力学模型,并在FU505和Schedule Boston Cab循环工况下进行仿真分析。根据混合动力汽车结构特点,研究了电池、电机、发动机等机械模型,同时对控制系统和驱动系统进行了详细分析,通过控制系统确定电池状态,探讨了电机驱动扭矩和循环工况对模型的影响。结果表明:建立的模型满足汽车动力性要求;动力学模型能在较小制动强度时通过电机实现再生制动;建立的混合动力电动汽车模型符合实际汽车运行状况,具有可操作性。可见混合动力汽车模型满足研发需求,达到预期效果。     

液压互联式馈能悬架多模式切换与试验研究

液压互联悬架可有效提升车辆行驶平顺性和操纵稳定性,多用于越野车辆或重型车辆,此时悬架耗散掉的能量过大,引入馈能单元的液电馈能悬架可以对振动能量回收达到节能减排的目的,但会降低整车动力学性能。为协调整车行驶平顺性、操纵稳定性和馈能特性,搭建了整车7自由度液压互联馈能悬架系统模型,设计了舒适性模式、安全性模式和馈能性模式3种工作模式,提出了多模式自动切换的方法对悬架进行实时控制,设计模糊控制器对切换过程进行控制,并进行了整车仿真分析。仿真结果表明:所设计的多模式切换模型提升了悬架性能。为验证仿真的有效性,研制了液压互联馈能悬架原理样机并进行了台架试验,试验数据与仿真结果基本一致,表明所提出的方法兼顾了悬架乘坐舒适性、操纵稳定性和馈能特性,实现了悬架全局性能最优。     

分布式驱动电动汽车横摆稳定性控制策略研究

针对某型纯电动汽车进行轮毂电机参数匹配设计,建立整车参数化模型;以横摆角速度和质心侧偏角偏差作为控制目标,基于滑模控制理论及罚函数法,提出整车横摆稳定性控制和轮毂电机转矩分配控制策略;选取双移线和鱼钩试验2种典型工况,与无控制和模糊PID控制策略进行对比分析,对控制策略进行仿真验证。结果表明:采用积分滑模控制策略后,双移线试验工况下,车辆横摆角速度最大值为0.17 rad/s,质心侧偏角最大值为-0.038 rad;鱼钩试验工况下,车辆横摆角速度最大值为0.23 rad/s,质心侧偏角最大值为0.049 rad,均小于未加控制时车辆的状态参数,所提出的整车横摆稳定性控制策略能够有效对车辆进行横摆稳定性控制,降低车辆失稳机率。     

分布式电驱动车辆垂向振动系统优化及控制研究

分布式电驱动车辆簧下质量增加导致车辆垂向振动特性发生改变,同时路面激励引起的电机定转子间不平衡径向力使垂向性能进一步恶化,提出了一种带有轮内减振机构的纯电动车振动系统优化及控制方法。建立带有动力吸振器的四分之一轮毂电机悬架模型及开关磁阻电机不平衡径向力模型。考虑典型路面激励对垂向性能及电机气隙的影响,基于布谷优化提出了一种动力吸振器与悬架参数的优化匹配方法。在优化匹配的基础上将悬架和吸振器减振器作为半主动控制装置实现轮毂电机悬架系统的混合控制。仿真结果表明：所提出的优化及控制方法能有效提升车辆舒适性和操稳性。     

基于Adams的汽车动力总成-整车系统隔振优化设计

应用已测得的动力总成各项参数,建立动力总成-整车动力学模型;运用能量解耦原理,考虑系统各阶振动固有频率的合理分配对优化过程加以约束;利用系统动力学仿真分析软件Adams对动力总成-整车动力学模型中的悬置系统进行优化设计。振动传递率和频域响应分析结果表明:该方法能有效地提高悬置系统的隔振性能。