混合动力汽车能耗最优数学建模与仿真

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1、万方数据第19卷第18期系统仿真学报@V01．19N。．182007年9月JournalofSystemSimulationSep．，2007混合动力汽车能耗最优数学建模与仿真曾小华1，王庆年2，王伟华2(1．汽车动态模拟国家重点实验室。吉林长春130025；2．吉林大学汽车工程学院，吉林长春130025)摘要：提出了传统汽车燃油消耗的数学计算公式，对比地建立了混合动力汽车(HEV)的能量消耗计算模型，并对HEV控制策略提出了基于曩小化能量消耗的优化目标．根据该优化目标，基于莱一车型，寻找混合动力汽车的两动力源(发动机与电动机)之闯的最佳分配，使系统的能量消耗曩少．利用这种方式建

2、立了规律控制模型，并对混合动力汽车进行整车性能仿真，仿真结果表明：相比原缺省的控制方式，该控制方式使得HEV更省油，对于某一工况，燃油消耗率降低了20％左右．关键词：混合动力汽车；燃油经济性；优化；规律控制；仿真中图分类号：U463．2文献标识码lA文章编号：1004．731X(2007)．18-4309．03ModellingandSimulationofEnergyLossMinimizationforHybridElectricVehicleZ啪Xiao·hual．WANGQing—nianz,W猢肫l—hua‘(1．StateKeyLaboratoryofAutomobi

3、leDynamicalSimulation,Changchun130025，China；2．CollegeofAutomobileEaginoning。JilinUniversity,Changchun130025，China)Abstract：Themathematicalformulaoffuelconsumptionforconventionalvehiclewasintroduced，andcomparatively,themodefofenergylossforthehybridelectricvehicle(HEV)wasestablished．Basedonthem

4、inimizationofenergylossfortheHEV,anewcontrolstrategyWasofferedforasample日职whichcouldoptimallydistributeenergy／lowbetweenthetwopowersources佗巴engine＆motor)andminimizetheoverallenergyloss．Accordingtothecontrolstrategy,thesimulationmodelwasestablishedtoforecastthefueleconomy．Simulationresultsshow

5、thatfuelconsumptionoftheHEVCallbereducedalmost20％underacertaindrivecyclecomparedwiththedefaultconventionalcontrolstramgy．Keywords：hybridelectricvehicle：fueleconomy；optimization；rule-basedcontrol；simulation引·言混合动力汽车(胍v)以节省燃油及降低排放为其主要优点，已在全球汽车行业得到公认。由于HEV节能潜力的发挥程度直接与控制策略相关，因此有关控制策略的研究也成为当前的热点问题

6、之一f1翻。目前常用的HEV控制策略多采用开关门限值控制方法协调发动机与电机一电池工作在高效区∞】。该控制策略主要是通过确定高效区间对两动力源的功率进行合理分配以提高经济性，并没有真正实现控制的最优化，使两动力源消耗能量最少㈣。本文提出了以最小化能量消耗为目标的一种基于规律的控制方法，即在选择各动力总成后，根据它们的特性参数来研究控制规律，从而预先找到整个系统功率分配的最优控制规律。仿真结果表明，若按该曲线进行调节控制，可实现能量消耗最少。1传统汽车的能量消耗计算模型7朋由于传统汽车的单一动力源，其能量消耗反映到燃油的消耗。传统汽车燃油消耗的计算公式为：收藕日期：2006-07．

7、19●回日期：2006-10．24基金项目l国家高技术研究发展计划“863”项目(21X)6AAllAl84)。吉林大学“985工程”资助项目。作者简介·■小华(1977．)t男。江西吉安人，讲师，博士，研究方向为混合动力汽车驱动理论与控制技术。曰=Sbe(t)P,。s(t)dt‰寺(1)(2)式中：jk——发动机的功率，单位kw；fk——路载功率要求，单位kW；抛(f)——发动机的比油耗，单位e／kWh；碾——机械传动系统效率。发动机的比油耗值是与发动机工作点密切相关的。发动机