“混合动力汽车”虚拟专刊导读

混合动力（混动）汽车是指车辆由两个或多个能同时运转的驱动系统联合组成，车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系统单独或多个驱动系统共同提供。1990年以来，为缓解能源危机与环境污染，混合动力汽车迅速发展，从1997年全球第一辆混合动力汽车丰田普锐斯首发到2020年1月，丰田混合动力汽车全球累计销售超过1500万辆，占据了全球90%的混动市场份额。2020年10月27日，由工信部指导、中国汽车工程学会牵头组织编制的《节能与新能源汽车技术路线图 2.0）》规划指出，到2030年我国混动新车在传统能源乘用车中的占比达75%以上。

近年来，我国自主品牌车企纷纷推出搭载自主混动系统的混合动力汽车，如广汽GMC、比亚迪DM-i、长城“柠檬”混动系统等，已形成对国外丰田、本田等先进混动产品的赶超之势。

为了使大家对混合动力汽车有更加清晰的认识，《中国公路学报》特整理了“混合动力汽车”虚拟专刊，供大家参考。

《中国公路学报》“混合动力汽车”虚拟专刊

PHEV复合储能系统设计及基于MODA的参数优化

吴忠强 马博岩 胡晓宇 侯林成 曹碧莲

燕山大学电气工程学院

本文设计了蓄电池-超级电容复合储能系统，提出了基于实时小波的功率分配策略，然后开发了基于规则的能量管理控制策略，同时为克服传统多目标优化算法的缺陷，采用多目标蜻蜓算法对相关控制参数进行优化，得到Pareto最优解集。

[1]吴忠强,马博岩,胡晓宇,侯林成,曹碧莲.PHEV复合储能系统设计及基于MODA的参数优化[J/OL].中国公路学报:1-19[2021-08-04].

基于增益功率燃油系数的HEV能量管理策略

程云江^1,2 徐向阳^1,2 董鹏^1,2 王书翰^1,2 刘艳芳^1,2 刘献栋¹

1. 北京航空航天大学交通科学与工程学院 2. 北京航空航天大学宁波创新研究院

基于瞬时优化原理，本文提出了基于增益功率燃油系数的工作模式决策机制，分别给出了电机充电和放电模式下增益功率燃油系数的计算方法。提出了发动机高效区域扭矩滞回控制方法，建立了基于增益功率燃油系数的能量管理策略算法架构。

[2]程云江,徐向阳,董鹏,王书翰,刘艳芳,刘献栋.基于增益功率燃油系数的HEV能量管理策略[J/OL].中国公路学报:1-18[2021-08-04].

基于深度学习的混合动力汽车预测能量管理

韩少剑¹ 张风奇² 任延飞¹ 席军强¹

1. 北京理工大学机械与车辆学院 2. 西安理工大学机械与精密仪器工程学院

本文提出了一种基于卷积神经网络和双向长短时记忆网络的混合深度学习车速预测方法，从数据局部特征及时间维度依赖特征深度挖掘目标车辆车速与外部信息及历史数据的关系，来对未来车速进行预测。利用预测的车速信息，对ECMS策略的等效因子进行动态自适应调整。

[3]韩少剑,张风奇,任延飞,席军强.基于深度学习的混合动力汽车预测能量管理[J].中国公路学报,2020,33(08):1-9.

功率分流混合动力全速域工作模式切换规则优化

   赵治国 陈溢 王茂垚

同济大学汽车学院

本文在既定模式转矩分配策略未知的前提下,计算不同SOC值下各工作模式在所有可行工作点的基准综合燃油消耗率，进一步得出基于车速、车轮端需求转矩、SOC值的优化后全速域工作模式切换规则,以满足不同工况下的工作模式选择需求，该优化方法对燃油经济性的改善效果良好。

[4]赵治国,陈溢,王茂垚.功率分流混合动力全速域工作模式切换规则优化[J].中国公路学报,2020,33(08):10-22.

并联式混合动力汽车模式切换控制策略研究

刘金刚^1,2 肖培杰^1,2 傅兵^1,2 王建德² 赵又红^1,2 何丽红² 陈建文³

1. 湘潭大学机械工程学院 2. 汽车动力与传动系统湖南省重点实验室 3. 中国兵器工业集团江麓机电集团有限公司

本文以配备无级变速器(CVT）的并联式混合动力系统为研究对象，将离合器接合过程划分为5个阶段，制定了离合器双模糊和电机转矩协调控制策略，并通过台架试验进行验证，该研究可为改善整车驾驶舒适性和离合器换挡控制提供参考。

[5]刘金刚,肖培杰,傅兵,王建德,赵又红,何丽红,陈建文.并联式混合动力汽车模式切换控制策略研究[J].中国公路学报,2020,33(08):42-50.

基于改进全局优化算法的轮毂液压动力系统能量管理策略

郭斌¹ 李金成² 陈虹³ 王越² 吴梓乔² 曾小华²

1. 吉林大学机械与航空航天工程学院 2. 吉林大学汽车工程学院 3. 吉林大学通信工程学院

本文针对轮毂液压混合动力系统提出了一种基于改进全局优化算法的能量管理策略，探寻该系统的理论最大节油量，进一步挖掘该系统的节能潜力。结果显示：比起传统的全局最优策略，该方法可以进一步实现3.36%的节油效果；计算时间减少，而计算精度基本不受影响。

[6]郭斌,李金成,陈虹,王越,吴梓乔,曾小华.基于改进全局优化算法的轮毂液压动力系统能量管理策略[J].中国公路学报,2020,33(08):23-30.

考虑燃料电池衰退的FCHEV反馈优化控制策略

林歆悠^1,2 李雪凡^1,2 林海波^1,2

1. 福州大学机械工程及自动化学院 2. 福州大学福建省高端装备制造协同创新中心

本文以电机需求功率P_m、动力电池SOC值为状态变量，动力电池目标功率为控制变量，取使目标价值函数最小的动力电池目标功率作为参考动力电池目标功率输出，并根据反馈的燃料电池电压衰退速率对燃料电池系统输出功率限制变化值ΔP_f进行动态调整，最终得到燃料电池目标功率。

[7]林歆悠,李雪凡,林海波.考虑燃料电池衰退的FCHEV反馈优化控制策略[J].中国公路学报,2019,32(05):153-161.

PHEV发动机驱动工况效率耦合分析与优化控制

罗勇^1,2,3 赵小帅² 龙克俊² 斯红路³ 赵秋林³ 李沛然¹

1. 中国汽车工程研究院股份有限公司汽车噪声振动和安全技术国家重点实验室 2. 重庆理工大学汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室 3. 重庆青山工业有限责任公司

本文以装备无级变速器的PHEV为研究对象，建立各关键部件效率模型，对发动机单独驱动模式下动力传递路径中不同部件的效率耦合关系进行分析，推导出系统燃油消耗量与动力系统各状态参数、控制参数之间的函数关系。以系统燃油消耗量最小为目标建立优化目标函数和约束条件，设计基于模拟退火的优化算法对优化问题进行求解，获取系统燃油消耗率最小时变速器目标速比和发动机目标转矩随状态参数的变化关系。

[8]罗勇,赵小帅,龙克俊,斯红路,赵秋林,李沛然.PHEV发动机驱动工况效率耦合分析与优化控制[J].中国公路学报,2019,32(03):163-172.

P2混动自动变速器的离合器自适应控制

郭伟^1,2 王书翰² 徐向阳² 刘献栋² 范述鑫³

1. 青岛大学机电工程学院 2. 北京航空航天大学交通科学与工程学院 3.盛瑞传动股份有限公司

本文建立了混动离合器C0起动发动机过程和并联动力输出模式下的功率流模型，针对C0的起动扭矩和电机的输出扭矩在时间和空间上的匹配问题，提出以换挡离合器的滑摩控制来进行缓冲的策略；为实现稳定精确的发动机起动控制，提出C0离合器起动发动机的自适应控制和B1离合器滑摩自适应控制。

[9]郭伟,王书翰,徐向阳,刘献栋,范述鑫.P2混动自动变速器的离合器自适应控制[J].中国公路学报,2019,32(03):173-181+190.

P2结构混合动力系统协同控制

郭伟^1,2 徐向阳^1,2 刘献栋¹ 王书翰^1,2 董鹏^1,2

1. 北京航空航天大学交通科学与工程学院 2. 北京航空航天大学新能源汽车高校动力传动与系统控制北京重点实验室

本文以自主研发的P2结构混合动力自动变速器与某款车型的匹配为研究对象，提出了多控制系统的协同控制框架以及P2结构混合动力工作模式与转换过程。以混合动力离合C0控制相关联的2种模式转换过程为例，通过离合器压力与系统扭矩控制实现了模式间平稳快速的切换。

[10]郭伟,徐向阳,刘献栋,王书翰,董鹏.P2结构混合动力系统协同控制[J].中国公路学报,2018,31(06):308-316.

基于遗传算法系统效率优化的PHEV电量保持模式控制策略

林歆悠 吴超宇 林海波

福州大学机械工程及自动化学院

本文建立发动机、驱动电机、无级变速器（CVT）以及动力电池等关键部件的效率数值模型，并考虑了温度及SOC的影响，以混合动力系统效率最优为适应度评价函数，将CVT速比、发动机转矩作为优化变量，以车速、加速度和SOC为状态变量，在动力性指标的约束下，运用遗传算法进行迭代寻优。

[11]林歆悠,吴超宇,林海波.基于遗传算法系统效率优化的PHEV电量保持模式控制策略[J].中国公路学报,2018,31(05):174-182.

基于PSO-fuzzy的PHEV电量保持模式多目标控制

策略

林歆悠^1,2 林海波¹ 翟柳清¹ 薛瑞¹

1. 福州大学机械工程及自动化学院 2. 西弗吉尼亚大学替代燃料发动机与排放研究中心

本文设计了以需求转矩、电池荷电状态和电机转速为输入，发动机转矩为输出的模糊控制器，利用粒子群算法对其隶属度函数值和控制规则进行优化。引入加权系数建立CO，NOx及HC的排放指标和整车等效燃油消耗构成的价值函数，形成一种基于粒子群优化的多目标模糊控制策略。

[12]林歆悠,林海波,翟柳清,薛瑞.基于PSO-fuzzy的PHEV电量保持模式多目标控制策略[J].中国公路学报,2016,29(10):132-139.

自适应路况的插电式混合动力汽车能量管理策略

欧阳 周舟 唐国强 孙瀚文 张雪钊

中国汽车工程研究院动力总成技术研究中心

本文以标准工况数据为基础开发车辆行驶路况识别器，在标准工况中选取相关的特征值参数，建立特征值参数矩阵，训练BP神经网络识别器，使之能够完成对不同行驶路况的识别。将识别后的路况结果传递给以等效燃油消耗最小策略为基础的能量管理策略，针对不同的行驶路况给出能量流动的优化控制。

[13]欧阳,周舟,唐国强,孙瀚文,张雪钊.自适应路况的插电式混合动力汽车能量管理策略[J].中国公路学报,2016,29(09):152-158.

计及催化器转化效率的插电式混合动力汽车实时控制策略

曾育平^1,2 秦大同¹ 杜长虹³ 刘永刚¹

1. 重庆大学机械传动国家重点实验室 2. 南昌工程学院江西省精密驱动与控制重点实验室 3. 重庆长安新能源汽车有限公司

本文以发动机燃油消耗和催化器温度偏离适宜温度区间的附加代价为目标函数，建立了Hamilton函数，对目标泛函求解，获得了计及催化器转化效率的实时控制策略，并将该实时控制策略与未计及催化器转化效率的实时控制策略进行了比较，结果表明其在燃油经济性损失不大的情况下可大幅度改善车辆的排放性能。

[14]曾育平,秦大同,杜长虹,刘永刚.计及催化器转化效率的插电式混合动力汽车实时控制策略[J].中国公路学报,2016,29(08):152-158.

基于遗传优化K均值聚类算法工况识别的混合动力汽车能量管理策略

   詹森 秦大同 曾育平

重庆大学机械传动国家重点实验室

针对目前基于工况识别的混合动力汽车能量管理策略中工况识别算法的局限性和缺点，应用K均值聚类算法进行工况识别，并结合等效燃油最小能量管理策略（ECMS）实现对整车的能量管理。同未采用工况识别的能量管理策略相比，车辆综合油耗下降了7.47%，电池荷电状态变化更加平稳,而且能更好地维持在电池效率较高的区域。

[15]詹森,秦大同,曾育平.基于遗传优化K均值聚类算法工况识别的混合动力汽车能量管理策略[J].中国公路学报,2016,29(04):130-137+152.

本期虚拟专刊选稿：青年编委 董鹏

虚拟专刊策划：编辑部 马勇，王磊

董鹏，男，博士，北京航空航天大学交通科学与工程学院汽车工程系副教授，硕士生导师。2012-2015年就读于德国鲁尔波鸿大学机械工程学院工业与车辆传动研究所，师从传动领域世界著名专家Peter Tenberge教授，并于2015年获工学博士学位。现主要围绕车辆传动系统智能控制、混合动力与电传动系统、多挡位自动变速器、传动系统可靠性等方向开展基础理论与关键技术研究。参与国内首台前置前驱8挡自动变速器研发（2016年荣获国家科技进步一等奖），主持国家自然科学基金、国家重点研发计划子课题等国家/省部级项目，与国外知名高校及国内外著名汽车企业联合开展产学研用合作研究，发表SCI/EI论文30余篇，入选北航青年拔尖人才支持计划。