混合动力车辆预见性能量管理策略研究
燃料电池混合动力汽车能量管理策略设计与优化
燃料电池混合动力汽车能量管理策略设计与优化燃料电池混合动力汽车能量管理策略设计与优化摘要：随着能源需求的不断增长和环境问题的日益突出，燃料电池混合动力汽车作为一种新兴的动力系统逐渐受到关注。
能量管理策略在燃料电池混合动力汽车的性能和效率中扮演着重要的角色。
本文旨在研究燃料电池混合动力汽车能量管理策略的设计和优化方法，提高其能源利用效率和续航里程。
1. 引言随着汽车行业的快速发展，环境问题、能源短缺和气候变化等问题日益成为全球关注的焦点。
传统的燃油汽车排放大量的有害物质，对环境造成严重影响。
燃料电池混合动力汽车作为一种新型的清洁能源汽车，具有零排放和高能效的特点，引起了广泛关注。
与纯电动汽车相比，燃料电池混合动力汽车能够更好地满足用户的续航里程需求，并降低环境影响。
2. 燃料电池混合动力汽车能量管理策略的分类燃料电池混合动力汽车能量管理策略主要分为经验规则方法和优化控制方法两种。
2.1 经验规则方法经验规则方法基于预先设定的规则和经验，根据不同的驾驶条件和电池状态来调整系统的能量转换模式。
这种方法简单直观，并且能够在实际应用中发挥良好的效果。
例如，在低速行驶时，车辆使用电池驱动；而在高速行驶时，则由燃料电池系统和电池混合驱动。
然而，这种方法缺乏对复杂驾驶条件下能量管理的精细调控。
2.2 优化控制方法优化控制方法基于数学模型和优化算法，通过对系统的建模和优化求解，得到最优的能量管理策略。
这种方法能够更好地考虑驾驶工况和电池寿命等因素，并优化车辆性能。
常用的优化算法包括动态规划、模型预测控制和遗传算法等。
3. 燃料电池混合动力汽车能量管理策略设计与优化燃料电池混合动力汽车的能量管理策略设计与优化主要包括两个方面：驾驶工况模型与优化算法。
3.1 驾驶工况模型驾驶工况模型是燃料电池混合动力汽车能量管理策略设计的基础。
通过对驾驶条件、道路条件和用户需求等因素的建模和分析，可以准确地描述车辆的能量需求和动力要求。
混合动力汽车能量管理控制策略
混合动力汽车能量管理控制策略混合动力汽车是一种结合了化油器、汽油机和电动机的技术，能够提高汽车的燃油效率和环保性能。
它们在运行时使用电池和汽油两种不同的能源来驱动发动机，实现了能量的有效利用。
混合动力汽车的能量管理控制策略，是这种技术实现的关键。
能量管理控制策略在混合动力汽车中的主要作用是根据当前的驾驶条件，选择最合适的能源来驱动发动机。
这一过程需要实时监测车辆的电池电量、油箱容量、速度、加速度、驾驶者需求等信息，并根据这些信息进行智能的能量分配，以实现最佳的燃油效率和动力性能。
混合动力汽车的能量管理控制策略主要包括以下几个方面的内容：1. 管理电池的充电与放电：能量管理控制策略能够监控电池电量，并在电池电量低时选择汽油机来充电，同时在车速较低时使用电池提供动力，以实现更高的燃油效率。
2.控制发动机的启动和停止：发动机启动和停止的时间点对汽车的能源利用效率有着非常重要的影响。
因此，能量管理控制策略能够在车辆起步和停车时选择最合适的能源，并控制发动机的启动和停止时间点，以提高混合动力汽车的燃油效率。
3. 管理能量的回收和利用：混合动力汽车能够利用制动能量和惯性能量来充电电池。
能量管理控制策略能够实时监测车辆的行驶状态，以最有效地回收和利用车辆的惯性和制动能量，从而降低油耗和减少污染。
4. 根据驾驶者需求调节动力输出：混合动力汽车能够根据驾驶者的需求和行驶条件选择最合适的能源来提供动力。
例如，在爬坡或加速时使用汽油机，而在平路行驶或减速时使用电池提供辅助动力，以实现更高的燃油效率。
5. 管理空调和其他配件的能源消耗：空调和其他车内配件的能源消耗也会影响混合动力汽车的燃油效率。
能量管理控制策略能够自动控制这些配件的能源消耗，以最大限度地降低能源的消耗和污染。
综上所述，能量管理控制策略是混合动力汽车实现高效、环保、经济运行的关键。
未来，随着混合动力汽车技术的不断发展，其能量管理控制策略也会不断进一步改进和完善。
插电式混合动力汽车能量管理策略研究综述
插电式混合动力汽车能量管理策略研究综述王钦普;游思雄;李亮;杨超【期刊名称】《机械工程学报》【年(卷),期】2017(53)16【摘要】插电式混合动力汽车(Plug-in hybrid electric vehicles,PHEV)作为传统混合动力汽车向电动汽车的过渡车型,因电功率提升使得混合动力汽车具有深度混合特性,可高效可靠地应对汽车全工况功效需求,因而在新能源汽车领域得到广泛应用。
其中,能量管理策略作为插电式混合动力汽车的核心控制逻辑,性能优劣将直接决定整车的经济性、动力性、驾驶性等的好坏,对此出现了大量相关研究文献。
基于此,对近年来插电式混合动力汽车的能量管理策略的研究进展以及发展趋势进行综合分析,并从各策略的优化效果以及实时应用潜力等角度进行评价对比,最后对插电式混合动力汽车能量管理策略未来的发展趋势进行了展望。
【总页数】19页(P1-19)【关键词】插电式混合动力汽车;能量管理策略;控制;优化【作者】王钦普;游思雄;李亮;杨超【作者单位】中通客车控股股份有限公司;清华大学汽车安全与节能国家重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TH156【相关文献】1.基于ECMS的插电式混合动力汽车能量管理策略研究 [J], 宋金香;郭洪强;刘成强;孙群;上官锦勇2.基于G PS定位的插电式混合动力汽车能量管理策略研究 [J], 熊演峰; 余强; 闫晟煜; 王恒凯3.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 [J], 王洋洋; 刘庆伟; 罗哲; 喻凡4.插电式混合动力汽车能量优化管理策略研究 [J], 臧怀泉*;张琦;强鹏辉;邸聪娜5.插电式混合动力汽车能量管理策略研究 [J], 陈刚群因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
混动vcu能量管理
混动vcu能量管理
【最新版】
目录
1.混动 VCU 能量管理的定义和重要性
2.混动 VCU 能量管理的工作原理
3.混动 VCU 能量管理的实际应用
4.混动 VCU 能量管理的未来发展趋势
正文
混动 VCU 能量管理，即混合动力汽车中的车辆控制系统，负责管理车辆的能源使用，是现代混合动力汽车技术的核心部分。
它能够在电池、电机和燃油引擎之间进行高效能量转换和管理，以达到最佳的燃油效率和驾驶性能。
混动 VCU 能量管理的工作原理主要包括以下几个步骤：首先，通过对车辆的行驶状态和驾驶者的驾驶意图进行判断，系统会决定使用何种能源驱动车辆。
比如在启动和低速行驶时，会优先使用电力驱动，以达到零排放和低噪音的效果；在高速行驶或者加速时，则会自动切换到燃油引擎，以提供足够的动力。
其次，混动 VCU 能量管理会通过优化能源的使用，比如在刹车时回收能量，存储在电池中，以便在需要时使用，达到节能的目的。
混动 VCU 能量管理在实际应用中，不仅能够提高车辆的燃油效率，降低排放，还能提供更舒适的驾驶体验。
比如，通过智能的能源管理，可以减少发动机的启动和停止次数，降低驾驶噪音，提高驾驶舒适度。
对于混动 VCU 能量管理的未来发展趋势，我们可以预见的是，随着电动化和智能化的趋势，这种能量管理系统将更加高效和智能。
比如，通过引入人工智能技术，混动 VCU 能量管理系统可以更准确地判断驾驶者的驾驶意图，更精确地进行能源管理，以达到更好的驾驶性能和燃油效率。
增程式电动汽车能量管理策略研究
增程式电动汽车能量管理策略研究随着环境问题和能源紧缺的日益严重，电动汽车已成为未来交通领域的发展趋势。
增程式电动汽车作为一种典型的油电混合动力汽车，具有较高的燃油经济性和环保性能。
能量管理策略是影响增程式电动汽车性能的关键因素，因此，研究其能量管理策略对提高车辆性能和降低排放具有重要意义。
增程式电动汽车的能量管理策略主要包括基于规则的策略、优化策略和机器学习策略。
基于规则的策略主要根据车辆运行状态和驾驶员需求，通过预先设定的规则对发动机和电动机进行控制。
优化策略通过数学建模和算法设计，实现能量消耗最小化或排放最低的目标。
机器学习策略则利用大数据和机器学习技术，自动识别驾驶员行为并优化能量分配。
虽然这些策略在某些方面取得了一定成果，但仍存在一些问题和挑战。
不同策略之间的比较缺乏标准化和一致性，使得评估结果具有主观性和片面性。
优化策略的模型复杂度较高，需要高性能计算平台才能实现实时控制。
机器学习策略对大数据和算法的要求较高，且需要大量的训练数据和计算资源。
本研究采用问卷调查、实验设计和仿真分析等方法。
通过问卷调查了解驾驶员对增程式电动汽车能量管理策略的认知程度和需求。
然后，设计实验对不同能量管理策略进行测试，并收集相关数据。
利用仿真分析对实验结果进行验证和解释。
通过问卷调查发现，大部分驾驶员对增程式电动汽车的能量管理策略有所了解，但对于不同策略的优劣和适用范围存在一定认知误区。
实验结果表明，优化策略在燃油经济性和排放方面表现较好，但需要较高的计算资源；而基于规则的策略和机器学习策略相对简单，易于实现，但在某些情况下可能牺牲部分燃油经济性和排放性能。
讨论部分，我们认为优化策略具有较大的发展潜力，但需要解决计算资源的问题；基于规则的策略和机器学习策略在实际应用中具有较好的可行性，但需要进一步考察不同场景和驾驶习惯下的适应性。
结合问卷调查结果，我们建议在未来的研究中充分考虑驾驶员的需求和习惯，以提高能量管理策略的实际效果。
ISG混合动力汽车能量管理策略仿真研究
ISG混合动力汽车能量管理策略仿真研究沈成宇;周文华;郑朝武【摘要】在Matlab/Simulink仿真平台上建立了混合动力整车能量管理单元(HCU)模型,并与AMESim共同建立ISG混合动力汽车模型进行仿真计算,通过LabCar XT硬件在环测试验证了能量管理策略的有效性.仿真结果表明,能量管理策略综合考虑了驾驶员的需求以及混合动力汽车中多个部件的特性,是一种能量的优化管理方法,达到了提高ISG混合动力汽车动力系统效率的目的.%Based on the platform of Matlab/Simulink, the energy management unit model of hybrid vehicle was built. Then the model of ISG hybrid vehicle was established through the software of AMESim. With the model, the simulation and calculation were carried out. Through the LabCar hardware-in-loop test, the validity of energy management strategy was confirmed. The test results show that the strategy, which meets the driver demands and considers the characteristics of multiple parts, is a method of energy optimized management. With the strategy, the efficiency of ISG hybrid vehicles can be improved.【期刊名称】《车用发动机》【年(卷),期】2011(000)004【总页数】5页(P43-47)【关键词】混合动力;能量管理;控制策略;仿真【作者】沈成宇;周文华;郑朝武【作者单位】浙江大学能源工程学系,浙江杭州 310027;浙江大学能源工程学系,浙江杭州 310027;浙江大学能源工程学系,浙江杭州 310027【正文语种】中文【中图分类】TK412.3作为新一代清洁能源汽车之一的混合动力汽车(HEV)具有低污染、低油耗等特点,在环境污染日益严重、石油资源日益紧张的外部环境下,HEV已成为汽车技术发展的一个重要方向。
混合动力电动汽车能量管理策略研究开题报告
开题报告题的研究进展及现状进行了全面总结,从不同角度对混合动力电动汽车的能量管理问题进行描述,并对主要能量管理策略进行了分析和对比研究,指出各种控制方法的优点及其存在的问题与不足,最后对混合动力电动汽车能量管理策略研究的未来发展方向进行了展望[6]。
面对能源和环境的巨大压力,混合动力汽车已成为世界汽车产业重点发展领域,其中,能量管理系统是相关研究领域的重点和难点.根据算法,现阶段的能量管理策略可以分为基于确定规则的控制策略、基于模糊规则的控制策略、基于瞬时优化的控制策略、基于全局优化的控制策略四种[7]文中分析并比较这四种能量管理策略,基于模糊规则的控制策略自适应性强和基于瞬时优化的控制策略精确度高,应给予关注。
燃料电池/蓄电池混合动力电动汽车存在动力的耦合和分离过程,能量管理策略比较复杂。
为了进一步合理分配燃料电池和蓄电池之间的动力输出,增强其能量管理策略的鲁棒性,从理论上分析了燃料电池/蓄电池双能源电动汽车的功率分配方法[8],用Matlab/Simulink建立了功率跟随模式控制策略的仿真模型,利用ADVISOR2002的并联框架完成燃料电池/蓄电池双能源混合动力汽车能量管理的建模与仿真。
结果表明该电动汽车动力传动系统参数匹配合理,能满足动力性设计指标要求。
能源管理系统[9]是混合动力电动车的一个重要管理系统.该系统全面管理能源在电动车上的释放、存储、分配与回收,是实现混合动力电动车的关键技术之一.和其他同类系统相比,本系统具有抗干扰性好、可靠性高、控制简单、成本低等特点.该系统已经研制成功,试运行情况良好。
电动汽车电能供给方式、电动汽车充电站建设典型模式、系统功能需求,以形成系统服务体系的框架,结合物联网、多代理等新技术,从硬件设备及通信角度设计了能量管理系统的开发方案,使充电站结合自身的情况,在电网稳定的前提下尽可能地满足电动车的要求,统筹好电网、充电站、电动汽车三者的利益。
研究成果对于促进电动汽车产业化进程具有重要的意义[10]。
混合动力汽车的能量控制策略
混合动力汽车的能量控制策略能量管理策略的控制目标是根据驾驶人的操作，如对加速踏板、制动踏板等的操作，判断驾驶人的意图，在满足车辆动力性能的前提下，最优地分配电机、发动机、动力电池等部件的功率输出，实现能量的最优分配，提高车辆的燃油经济性和排放性能。
由于混合动力汽车中的动力电池不需要外部充电，能量管理策略还应考虑动力电池的荷电状态（SOC）平衡，以延长其使用寿命，降低车辆维护成本。
混合动力汽车的能量管理系统十分复杂，并且因系统组成不同而存在很大差别。
下面简单介绍3种混合动力汽车的能量管理策略。
1、串联式混合动力汽车能量管理控制策略由于串联混合动力汽车的发动机与汽车行驶工况没有直接联系，因此能量管理控制策略的主要目标是使发动机在最佳效率区和排放区工作。
为优化能量分配整体效率，还应考虑传动系统的动力电池、发动机、电动机和发电机等部件。
串联式混合动力汽车有3种基本的能量管理策略。
（1）恒温器策略当动力电池SOC低于设定的低门限值时，起动发动机，在最低油耗或排放点按恒功率模式输出，一部分功率用于满足车轮驱动功率要求，另一部分功率给动力电池充电。
而当动力电池SOC上升到所设定的高门限值时，发动机关闭，由电机驱动车辆。
其优点是发动机效率高、排放低，缺点是动力电池充放电频繁。
加上发动机开关时的动态损耗，使系统总体损失功率变大，能量转换效率较低。
（2）功率跟踪式策略由发动机全程跟踪车辆功率需求，只在动力电池SOC大于设定上限，且仅由动力电池提供的功率能满足车辆需求时，发动机才停机或怠速运行。
由于动力电池容量小，其充放电次数减少，使系统内部损失减少。
但是发动机必须在从低到高的较大负荷区内运行，这使发动机的效率和排放不如恒温器策略。
（3）基本规则型策略该策略综合了恒温器策略与功率跟踪式策略的优点，根据发动机负荷特性图设定高效率工作区，根据动力电池的充放电特性设定动力电池高效率的SOC范围。
同时设定一组控制规则，根据需求功率和SOC进行控制，以充分利用发动机和动力电池的高效率区，使两者达到整体效率最高。
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混合动力车辆预见性能量管理策略研究
摘要：随着环境污染与能源危机问题的日趋严重，世界各国对环境保护与能
源高效利用的要求越来越高。
混合动力车辆具有低油耗、低排放、动力强和续航
里程长等优点，在重型卡车的长途重载运输工况下有较好的应用前景。
为进一步
提升重型卡车高速巡航工况下的节油率，旨在借助道路信息对车辆行驶车速及动
力部件能量分配进行预见性规划与控制，在保证运输时效的前提下尽可能提升混
合动力重型卡车的燃油经济性，基于整车参数及车辆动力学搭建车辆各部件模型
及整车模型，实现对各部件动态响应特性的精确计算与模拟。
关键词:混合动力重型卡车；预见性能量管理策略；预测控制
1、研究意义
随着全球经济发展与科技进步，环境污染与能源危机已成为当今全人类需要
共同解决的重要问题“。
据英国石油公司统计，2022 年全球能源消费中石油消
费占比达到 31.2%。
新的技术革命对车辆工程专业的人才培养提出了知识能力的
全新要求[1]。
2、研究现状
混合动力能量管理策略的控制目标为在满足整车动力性指标的前提下，通过
合理分配动力总成各部件之间的能量流动，提高车辆燃油经济性并降低车辆排放。
目前，针对混合动力能量管理的控制算法多种多样，并且从不同角度有多种分类
方式，根据车辆混合动力总成结构形式分类根据车辆能量优化的工作状态分类根
据能量管理策略控制方式分类等。
2.1预见性能量管理策略研究现状
能量管理策略的制定直接影响混合动力车辆的动力性与经济性，其中主要包
括基于规则的能量管理策略和基于优化的能量管理策略。
受混合动力系统节能特
性的影响，传统能量管理策略相关研究主要应用场景为车速变化幅度大、频率高
的城市工况或标准循环工况，针对高速巡航工况的相关研究较少。
并且传统策略侧重于动力系统各部件之间的扭矩分配，在满足驾驶员动力需求的前提下尽可能提升车辆的节油率，未考虑未来行驶工况对车辆节能效果的影响。
车辆燃油经济性不仅取决于车辆动力系统的工作状态，还与车辆前方道路信息和未来行驶车速有密切关联。
可根据道路信息规划经济车速与动力部件控制序列，避免车辆不合理加减速及动力部件多余动力输出等情况的出现[2]。
此理论不仅适用于传统动力车辆，也同样可应用于混合动力车辆的经济性车速规划与动力部件能量管理。
部分学者基于前方道路信息，规划混合动力车辆在上下坡工况下的经济性车速。
提出将车辆动能和电池存储电能的变化等效为车辆燃油消耗，根据道路坡度变化以等效油耗最小为目标确定混动车辆的经济性行驶车速与能量分配规则。
该算法通过合理规划未来行驶车速提高车辆节油率，同时节油效果受动力部件能量分配规则的影响，采用极小值原理推导油电转化系数，以保证动力部件扭矩分配的合理性。
2.2性系统研究状
基于车辆动力学构建非线性模型，在考虑道路坡度的情况下以发动机燃油消耗量最小为目标，规划坡道工况下的经济车速轨迹。
经济性巡航控制技术起步较早，但与混合动力、车身轻量化、低风阻造型等车辆节能技术相比，其所受的关注度较低，后续相关研究进展较慢。
3、混合动力车辆建模
混合动力车辆包含发动机、电机、动力电池等多个动力部件，以及传动、行驶、转向和制动等多个系统，各系统部件均有复杂的动态特性。
车辆模型对各系统部件动态响应的仿真精度，是保证混合动力能量管理策略开发及验证过程合理性的前提条件。
要将混合动力车辆中所有部件特性及响应过程表达准确,需要结合大量的测试数据通过复杂的数学拟合来完成，使得车辆模型在使用过程中所需计算量较大，系统效率较低[3]。
因此，建模时应根据模型具体应用场景选择合适的建模方法，并针对具体问题进行模型仿真精度及系统效率之间的权衡。
在本文所搭建的混合动力车辆仿真模型中，重点关注车辆动力系统中各部件模型及车
辆纵向动力学模型的动态响应，可以忽略车辆在横向及垂向的动力学变化过程。
在保证仿真模型计算精度的前提下，对各部件建模方法和系统复杂程度进行合理简化，以降低模型所需运算量，提高计算效率。
4、虚拟道路仿真结果
为验证本文所提出的预见性能量管理策略的节能效果，在典型上坡工况、下坡工况、上下坡工况和下上坡工况下进行仿真计算，单层控制策略在车速规划及能量分配方面的表现，同时将两算法规划结果与定速巡航车速控制下动态规划能量管理策略的仿真结果进行对比。
验证本文所提出的预见性能量管理策略合理性及其针对重型卡车高速巡航工况下节油率的提升效果。
上坡前车速上升发动机对外输出扭矩用于驱动车辆加速，为上坡过程提前存储部分动能，同时发动机剩余动力由电机转化为电能存储于电池中，用于上坡过程的辅助驱动。
上坡过程中车速下降，车辆在前期存储的动能开始向重力势能转化，因此整车所需驱动力相较于定速巡航有大幅下降。
此行为能够让电机输出最大驱动扭矩的前提下，发动机仍能够保持在高效率区域工作，降低上坡过程所产生的油耗。
并且从变速器挡位变化来看，上坡过程中车速下降的行为能够让动力系统在无需换挡的情况下满足车辆扭矩需求，减少换挡过程中的能量损失。
上坡完成后控制车速逐渐恢复巡航车速，此时发动机将保持在高效区域工作，电机输出负扭矩进行制动能量回收，补充上坡过程中大功率输出所消耗的电能，并且在行程结束时电池电量回到预先设定的终值。
在下坡工况中，表现为下坡前降速，下坡过程中加速，完成下坡后车速逐渐降低至驾驶员设定的预期巡航车速。
下坡前车速下降一方面车速下降使得车辆所受行驶阻力减小，更有利于发动机燃油消耗量的降低，另一方面，车速下降为后续下坡过程中的车速上升预留充足的变动空间使得下坡过程中的车辆重力势能能够向车辆动能充分转化。
下坡过程中车速上升，车辆存储的重力势能向动能转化，但是该行为也将带来一定的弊端，在下坡后期车速达到允许的最高车速后无法继续上升此时车辆所需的制动扭矩大于电机所能提供的最大扭矩，因此机械制动器开始工作，将有一
部分重力势能转化为热能而流失，对车辆的节油效果产生不利影响。
可获取更好的燃油经济性[4]。
而定速巡航在下坡过程中保持车速不变车辆所需制动扭矩较大，此时电机将输出最大负扭矩，同时为提高动力系统制动扭矩变速器将产生降挡行为，但由于车辆自重较大且受电机功率限制，无法实现能量的充分回收，其燃油经济性表现较差。
此时发动机将保持在高效区域工作，且电机提供正扭矩辅助驱动，将下坡过程中存储的电能重新释放，并且在行程结束时电池电量回到预先设定的终值[5]。
5、结论
车辆行驶工况变化与动力部件能量分配对车辆的节能效果起到重要作用。
为进一步提升混合动力重型卡车高速巡航工况下的节能潜力，基于前方道路坡度信息，分别完成了混合动力预见性能量管理分层策略和单层策略的开发，实现对车辆未来车速及混动系统能量分配的预见性规划与控制。
在保证车辆运输时效的前提下，算法可提升混合动力重型卡车的燃油经济性。
参考文献:
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[3]邓旭,谢俊,滕飞.何谓"碳中和"?[J].气候变化研究进展,2021,17(1): 107-113.
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济,2022,8:46-47。