2022年 03期

混合动力公交车传动系统参数优化及能量控制策略

Driving System Parameter Optimization and Energy Control Strategy of Hybrid Electric Buses


摘要(Abstract):

为了使混合动力公交车更好地适应路况,获得良好的经济性能,从传动系统与能量控制策略2个方面对改善混合动力公交车经济性、动力性的方法进行研究,通过优化传动系统参数,使传动系统与能量控制策略有效结合;对传动系统进行动力学分析,并匹配传动系统各部件,利用MATLAB/Simulink与AVL/Cruise软件,根据工作模式建立能量控制策略与整车模型,并对整车模型进行仿真分析,利用Isight软件,结合能量控制策略,对整车模型进行优化;利用多岛遗传算法,以经济性、动力性为优化目标,对电机减速比、行星排特征参数、主减速比3个传动系统参数进行优化,并根据城市公交行驶特性,对优化目标选取不同权重。结果表明,在城市公交工况下对传动系统参数进行多目标优化后,混合动力公交车的燃油消耗量降低了11.6%,发动机运行在经济区间,设计的能量控制策略能够很好地与传动系统相结合。

关键词(KeyWords):混合动力公交车;能量控制策略;多岛遗传算法;多目标优化;参数优化

基金项目(Foundation): 国家自然科学基金项目(51806114)

作者(Author): 邹旭东,马玉坤,张西龙

DOI: 10.13349/j.cnki.jdxbn.20211214.007

参考文献(References):

[1] 耿文冉,楼狄明,张彤.基于粒子群优化的混合动力汽车多目标能量管理策略[J].同济大学学报(自然科学版),2020,48(7):1030-1039.

[2] 王伟,王庆年,田涌君,等.基于模糊控制功率分流式混合动力客车控制策略[J].吉林大学学报(工学版),2017,47(2):337-343.

[3] 贺庆运,杨宗霄,李根生,等.混合动力客车控制策略仿真与分析[J].河南科技大学学报(自然科学版),2019,40(5):45-50.

[4] 杨磊,胡明辉.新型双模功率分流机构参数优化及性能分析[J].重庆大学学报,2020,43(2):12-20.

[5] 聂晓威,刘义伦,刘祚时.纯电动轿车传动系统参数匹配及传动比优化[J].现代制造工程,2020(8):53-59.

[6] 盛继新,张邦基,朱波,等.两挡纯电动汽车传动系统参数优化和试验对比[J].中国机械工程,2019,30(7):763-770,776.

[7] 汪少华,李佳芯,施德华,等.基于传动效率最优的功率分流式混合动力汽车控制[J].江苏大学学报(自然科学版),2018,39(6):621-627.

[8] DAGCI O H,PENG H,GRIZZLE J W.Hybrid electric powertrain design and control with planetary gear sets for performance and fuel economy[J].IEEE Access,2018,6:9585-9602.

[9] GU J D,ZHAO Z G,CHEN Y,et al.Integrated optimal design of configuration and parameter of multimode hybrid powertrain system with two planetary gears[J].Mechanism and Machine Theory,2020,143:103630.

[10] 曾繁琦,俞妍,卜建国,等.基于有限状态机的军用起动/发电一体化混合动力车辆能量管理策略研究[J].科学技术与工程,2020,20(18):7472-7483.

[11] 何建强,汪少华,姚勇.功率分流式HEV传动系统参数匹配及优化[J].机械传动,2017,41(4):38-43.

[12] 尹安东,张宇,张冰战,等.基于粒子群算法的PHEV动力参数和控制策略参数优化[J].机械传动,2015,39(5):58-62,109.