并联混合动力汽车控制方法研究

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1、并联混合动力汽车控制方法研究1绪论1.1课题的目的和意义随着世界范围内能源危机和环境保护问题愈来愈突出，汽车工业正面临着越来越严峻的挑战。节能、环保与安全是当今汽车工业发展的三大主题。随着汽车产量及保有量的逐年增涨，石油短缺与环保压力的不断增大，迫使全球汽车行业不得不寻求节能和环保的新型汽车动力系统，加快了电动汽车技术研发及大批量生产的步伐。汽油和柴油是传统内燃机汽车的能源，利用除此以外的能源提供动力的汽车均可称为新能源汽车[5]。随着节能减排技术日益受到推崇，电动汽车己被公认为是未来汽车工业发展的主要方向。一般地，电动汽车包括混合动力汽车HEV(HybridE

2、lectricVehicle)、纯电动汽车EV(ElectricVehicle)和燃料电池电动汽车FCEV(FuelCellElectricVehicle)[6]。其中，纯电动汽车由于现有动力电池续驶里程短、成本高等问题其市场化推广进程较缓慢；燃料电池汽车由于燃料电池技术尚未突破，以及由此形成的高成本等问题，大批量投入市场也需要相当长的一段时间。在这种形势情况下，结合发动机和电机的混合动力汽车应运而生，由于其具有良好的燃油经济性和较低的排放，使其成为目前电动汽车中最具有市场化和产业化前景的热门车型。在混合动力汽车各部件的配置确定下来之后，要实现发动机和电机两个动

3、力源之间相互协调工作，就需要有良好的动力分配控制策略[7]。能量分配控制是HEV的核心，它动态分配发动机和电机系统的输出功率是依据车辆行驶过程中对能量的要求来实现，是决定其整车燃油经济性、排放和效率的关键，对于提高整车性能、降低成本具有重要意义。由于汽车运行工况复杂，速度范围广，发动机和电机不可能总运行在高效率区，因此，如何计算汽车行驶过程中不同工况下实际所需驱动功率，按何种规律和方法分配发动机和电机功率才能使混合动力系统综合性能实现最佳（例如燃油消耗最低、系统总效率最高等）是混合动力汽车控制策略研究的主要问题。1.2混合动力汽车及关键技术通俗地讲，装有两个或多

4、个能源及其能量转化装置的车辆都可以是混合动力汽车。国际能源组织对混合动力电动汽车是有明确规定的：1)传送到车轮并推进车辆运动的能量至少于两种不同的能量转化装置如电动机、燃气祸轮、内燃机、斯特林发动机和燃料电池等；2)能量转换装置至少要从两种不同的能量存储装置如燃油箱、蓄电池、超级电容等获得能量；3)从储能装置到车轮的能量流至少有一条是可逆的（能量能够双向流动）并至少还有一条是不可逆（能量只能单向流动）；4)假如这个可逆的储能装置供给的是电能时，则称之为混合动力电动汽车[8]。混合动力作为一项薪新的技术，世界各国政府和汽车公司纷纷开展高效率节能新型汽车的研究与开发

5、工作，并取得了一些可喜的成绩与进展。就目前的形势来看，日本在发展混合动力汽车技术方面其占据着世界领先地位[9]。目前，世界上只有日本的丰田(Toyota)、本田（Honda)两家汽车公司能够批量产销混合动力汽车。Toyota公司首先在日本市场上于1997年12月推出了第一款世界上批量生产的混合动力轿车-普瑞斯(PRIUS)。丰田汽车公司还宣称在不久的将来，其全系列车型都将具备混合动力技术的可选配置。紧跟丰田公司的步伐，欧美汽车公司在混合动力汽车上投入巨大资本，使得该领域的竞争日趋激烈。特别是2008年10月由美国次贷危机引发的全球金融危机严重威胁到汽车行业的生存

6、、发展，各个汽车公司在这种形势下纷纷将新能源汽车的研发放在重中之重的地位加以扶持，期盼能够引导各方在这一领域各自走向复兴之路。在美国汽车企业方面，通用汽车企业推出的混合动力汽车有土星AuraGreenLine、雪佛兰MalibuHybrid、GMC-Sierra皮卡、Saturn-VUESUV，雪佛兰Equinox商务车等。福特汽车企业推出的混合动力汽车有马自达MazdaTribut、EscapHybrid、MercuryMilan以及福特Fusion混合动力汽车。在欧洲汽车企业方面，德国大众汽车公司推出了基于混合动力技术的途安和高尔夫两款车型。戴姆勒汽车企业推

7、出了梅赛德斯-奔驰S400BlueHybrid、SmartFort)为纵坐标，第三坐标可以是等汕耗或等功率或等效率曲线或三者的任意组合，因而能够以非常直观的形式表现出不同的发动机工况下的发动机性能。3基于系统效率最优的混合动力汽车控制策略..........243.1引言..........243.2工作模式的划分..........243.3不同工作模式的效率评估..........263.4最优转矩分配..........283.5仿真与结果..........293.5.1整车仿真模型..........293.5.2仿真结果分析..........333

8、.6本章小结......