基于advisor的混合动力汽车控制策略仿真分析

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1、基于ADVISOR的混合动力汽车控制策略仿真分析摘要：混合动力汽车的控制策略及结构决定了整车的行驶性能。本文对混合动力汽车进行了分类，对串联型和并联型混合动力汽车控制策略研究现状进行分析。并基于ADVISOR分别对串联式、并联式控制方案进行了仿真分析、性能比较。并且根据分析指出控制策略不仅要实现整车燃油的经济性，还要兼顾整车动力性、发动机排放物等多方面的要求。兼顾了上述要求的优化控制策略是今后的一个研究重点与发展方向。中国4/vie　　关键词：混合动力汽车；控制策略分析；ADVISOR；仿真　　中

2、图分类号：U461.1文献标识码：A：1673-1069（2017）02-172-2　　0引言　　混合动力汽车是配备了两种或两种以上动力源的汽车，它通过不同能源的优化互补、协调合作，可在保证汽车动力性、安全性及舒适性的前提下，改善汽车的节能减排性能[1]。　　随着我国经济的高速发展，环境污染尤其是大气污染问题日益严重，混合动力汽车应时而生，具有的低油耗、低污染的特点使得混合动力汽车的开发研究成为各大汽车公司、大学和科研机构的重点。而混合动力汽车的核心是控制策略，它根据汽车行驶过程中的能量要求，动态

3、分配发动机和电动机的输出功率。　　本文基于ADVISOR对PHEV、SHEV的结构特点及其控制策略的研究现状以及研究方向进行了分析归纳，并且根据ADVISOR仿真分析结果提出了现有控制策略存在的问题和今后的研究重点。　　1混合动力汽车的结构形式　　根据混合动力驱动的联结方式，可将混合动力汽车分为三类：串联式混合动力汽车（SHEV）、并联式混合动力汽车（PHEV）和混联式混合动力汽车（PSHEV）三种。　　1.1串联式混合动力汽车　　SHEV驱动系统示意图如图1所示。　　按辅助动力源的不同，SHEV

4、还可分为电池主力型（增程式）和发动机主力型；增程式中发动机充当辅助动力源，只有在汽车动力电池电量不足时整车控制器控制APU自动开启，发动机驱动发电机发电。而发动机主力型原动力来自发动机，蓄电池起辅助作用，相当于一个水库。　　1.2并联式混合动力汽车　　PHEV驱动系统结构示意图如图2所示。PHEV采用电动机、发动机两套独立的驱动系统，二者既可以单独驱动，也可以共同驱动。　　1.3混联式混合动力汽车　　PSHEV是综合了串联式和并联式的动力系统结构而组成的电动汽车，主要由发动机、驱动电机、电动-发电

5、机三大动力总成组成。　　2混合动力汽车控制策略　　仿真参数采用ADVISOR默认参数。　　2.1串联式混合动力汽车控制策略　　由于串联式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。　　串联型混合动力汽车有两种基本的控制模式：恒温器控制模式、功率跟踪式控制模式。相比之下，功率跟随式控制模式的发动机一般工作在最佳经济性工作线附近，而恒温器式的发动机一般工作在最佳油耗点附近，且发动机的平均工作效率要高。但功率跟随式控制策略在动力性和燃油经济性

6、方面有较好的综合性能[2]。以上两种控制策略可以结合使用，以充分利用发动机和电池的高效率区，使整体效率达到最高。　　根据某控制策略针对SHEV油耗、SOC变化、发动机输出转速、发动机输出转矩进行ADVISOR仿真分析，由输出的各项输出特性并结合其能量管理策略可以发现SHEV在低速运行工况下只采用电池驱动，处于纯电动工作模式。可发现，串联式混合动力汽车更适用于在市内低速运行的工况。在繁华的市区，汽车在起步和低速时还可以关闭发动机，只利用电池进行功率输出，以达到零排放的要求。　　2.2并联式混合动力汽

7、车控制策略　　目前并联式混合动力汽车的控制策略仍不成熟，需要进一步优化。并联式混合动力汽车控制策略的总的设计准则为：使发动机工作在高效区；控制电池的SOC在一定范围内；有良好的动态性能有良好的自适应和自学习能力等。　　一般的控制策略通常是根据电池的SOC、驾驶员的加速踏板位置、车速和驱动轮的平均功率等参数，按照一定的规则使发动机和电动机输出相应的转矩，以满足驱动轮驱动力矩的要求[3]。　　这种控制策略，由于其简单，技术门槛较低在初期得到广泛的应用，但同时也有着明显的缺点，所以现在的控制策略一般是经

8、过优化算法优化的控制策略。　　根据优化算法的不同，还可分为瞬时优化控制策略，全局优化控制策略，基于规则的逻辑门限控制策略，智能控制策略等等。　　3SHEV、PHEV性能比较　　可以看到，串联式混合动力电动汽车结构简单，同时控制策略也不复杂，开发难度较小，串联式发动机能保持在最佳工况区域内稳定行驶这一特点的优越性主要表现在低速、加速等运行工况中，而在汽车的中、高速行驶或负荷较大时，由于功率增大而损耗也相对增加，能量转化效率低，抵销了发动机低油耗的优点[4]。因此，串联式更适用于城市低