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《并联混合动力汽车控制策略的综合分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、设计研究并联混合动力汽车控制策略的综合分析吕胜利左曙光(同济大学)【摘要】混合动力汽车解决了纯电动汽车续驶里程短和初始成本高的难题。文章简要介绍了混合动力汽车的驱动系统和工作模式及能量流动。将目前已提出的基于转矩或功率的并联混合动力汽车控制策略进行了分类,并介绍了其主要思想及优缺点,指明了控制策略的发展方向。【主题词】混合动力汽车控制系统1前言近几十年来,世界各国汽车工业都一直面对能源安全与环境保护两大挑战。为此,各国政府图1并联混合动力汽车系统结构原理图纷纷制定相应的对策,力图开发新一代的清洁节能型汽车。从上世纪90年代开始,全球各大汽车3并联混合动力汽车的工作模式及公司首先把目光投放到
2、电动汽车(EV)上,但是由能量流动于车用蓄电池的能量密度低、质量较高,使得纯电动汽车的续驶里程短且成本较高,很难实现市场并联混合动力汽车由于有两套驱动系统,且化。而混合动力汽车的出现正好解决了这一难不同的驱动系统有不同的工作效率区间,这就使题。得汽车在不同的行驶工况下,具有多种不同的工控制策略是混合动力汽车的核心。它根据驾作模式。表1所示的是并联混合动力汽车5种工驶员意图和行驶工况,协调各部件间的能量流动,作模式及其能量流动。合理进行动力分配,优化车载能源,提高整车燃油经济性,适当降低排放,并在不牺牲整车性能的情4并联混合动力汽车的控制策略况下,实现两者之间的折中。并联混合动力汽车是一个集
3、机械、电器、化学2并联混合动力汽车的驱动系统和热力学系统于一体的复杂的高度非线性动态系统,如何有效地协调好各子系统,控制各子系统间并联混合动力汽车采用发动机和电动机两套的能量流动,并针对不同的行驶工况和驾驶风格,独立的驱动系统。发动机和电动机通常通过不同在不降低整车性能的情况下,实现整车的最佳燃油经济性和排放并兼顾整车的成本是并联混合动的离合器来驱动车轮,既可以采用发动机单独驱动,也可以用电动机单独驱动,或者两者混合驱动力汽车控制策略的设计方向。等3种驱动模式。这两套驱动系统在汽车上的布基于以上要求,并联混合动力汽车控制策略置如图1所示。总的设计准则为:收稿日期:2005-05-12#26
4、#上海汽车2005107设计研究表1并联混合动力汽车工作模式及其能量流动序号工作模式描述能量流动框图1启动/正常行驶,高SOC时纯电动驱动模式2正常行驶,安全SOC时纯发动机驱动模式3正常行驶,低SOC时发动机驱动并发电模式4加速/爬坡时发动机和电动机混合驱动模式5减速/制动时能量回收模式#尽量控制使发动机在高效区工作,保持电电机联合驱动车轮。基于速度的控制策略,由于机高效工作;其简单,易于被控制工程师理解,技术门槛较低,#减少发动机的开/关次数;因而在混合动力汽车开发初期得到了较为广泛的#选择合适的电池SOC,并维持在一定范围研究和应用。但同时也有其明显的缺点:控制参内;数单一,动态特性
5、差,没有充分利用混合动力系统#合理分配汽车所需功率,优化车载能源,提的优势,通常整车的燃油经济性不是最优,而且还高各子系统间的能量流动效率;没有考虑排放,特别是有时车速即便很高,但对驱#动态性能好,有良好的自适应和自学习能动力的要求可能很低,比如在高速滑行或匀速行力。驶时,此时发动机的工作负荷较低,效率不高。早期的控制策略由于技术的限制大多是基于基于以上原因,现在的控制策略基本上属于速度的控制。在这种控制策略中,将发动机启动基于转矩或功率的控制。目前已经提出的控制策的设定车速设计为一个定值,依据瞬时工况车速略主要可以分为4类:基于规则的逻辑门限控制判定整车的工作模式:当车速低于设定值时,发
6、动策略;瞬时优化控制策略;智能控制策略;全局最机关闭,由电机单独工作;当车速高于设定值时,优控制策略。发动机单独工作;当车轮负荷比较大时(如汽车急4.1基于规则的逻辑门限控制策略加速、爬陡坡或以较高车速爬坡),则由发动机和这类控制策略的主要思想是:根据发动机的上海汽车2005107#27#设计研究静态效率曲线图,通过控制选定的几个变量,如整规则的逻辑门限控制策略是基于工程师的经车功率需求、加速信号、电池SOC等等,并根据预验及静态的能耗图来制定的,由于它不考虑工况先设定的规则,判断并选择混合动力系统的工作的动态变化,因此它不是最优的。为了克服这些模式,使车辆运行在高效区,提高汽车的燃油经济
7、缺点,人们又提出了一种新的控制策略)))瞬时性。优化控制策略,也叫实时控制策略。目前提出来(1)电力辅助控制策略来源于数学中的平均的瞬时控制策略主要有/等效燃油消耗最少0和值和方差的概念,它将整车的功率需求分为平均/功率损失最小0两种。虽然这两种方法的出发点功率需求(Pa)和动态功率需求(Pd)两部分。发不同,但其原理是一样的。动机提供Pa,Pd则由电动机提供。传统汽车在一等效燃油消耗最小控制策略的主要思想是:般工况下所
