双能源混合动力驱动系统的优化控制及其仿真

《双能源混合动力驱动系统的优化控制及其仿真》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、维普资讯http://www.cqvip.com第30卷第10期华中科技大学学报(自然科学版)Vo1．30No．102002年10月J．HuazhongUniv．ofSci．&Tech．(NatureScienceEdition)Oct．2002双能源混合动力驱动系统的优化控制及其仿真黄妙华金国栋(华中科技大学机械科学与工程学院)摘要：在分析双能源驱动类型和控制策略的基础上，运用非线性规划的数学方法，针对一般的双能源混合动力汽车提出了一种系统的优化策略，该策略以某一特定的循环行驶工况为基础，以最低发动机的燃油消耗为目标

2、函数，在ADVISOR软件平台上建立了仿真模型，并将优化控制策略的仿真结果与现有控制策略的仿真结果相比，结果表明通过系统的优化混合动力车辆的经济性有所改善，该优化方法有较大的实际应用价值．关键词：电动汽车；混合动力驱动系统；双能源；优化控制中图分类号：U271．1文献标识码：A文章编号：1671—4512(2002)10—0029—03双能源驱动系统由不同类型动力源，不同零性能．本文所述的优化控制方法是以某行驶工况部件组成，并且具有多种不同的运行模式，对众多为参考工况，假定某一汽车在此工况下行驶时，则控制参数和状态参数

3、进行有效的优化，是双能源此工况下所需要汽车动力源提供的功率情况可以驱动系统控制技术的一个核心，是混合动力电动汽车系统中最为复杂、也是近年来电动汽车技术发展和产业化进程中的重要研究开发方向．本文提出用优化控制策略来控制混合动力电动汽车驱动系统，对混合动力驱动系统的研制具有现实意义，同时为混合动力驱动系统的研究提供了新途径．图1双能源串联式混合动力电动汽车驱动系统1优化数学模型的建立预先计算出来，以控制汽车的燃油消耗最小为目标函数，探索出双能源功率的动态分配方式，来达1．1问题的描述及优化设计变量的确定到燃油消耗最小的目标

4、．当车辆在某一工况下行驶时，行驶工况中所混合动力电动汽车驱动系统由于能量源、电需要的驱动功率由发动机和蓄电池共同提供．若池类型、电机类型、变速装置等不同，其结构各式用PT表示在行驶工况中所需要的驱动功率，PE各样，因此其控制方式也有所不同．根据零部件的表示由发动机输出的功率，PB表示由蓄电池输出种类、数量和连接关系混合动力电动汽车驱动系的功率，则统可以分为三种基本结构类型：串联式、并联式和PT(t)=PE(t)+PB(t)．混联式．这里主要以双能源(发动机和电机)串联式混合动力电动汽车为研究对象，其驱动系统结当车辆在某

5、一工况下行驶时，发动机的燃油构图如图1所示．该系统由发动机发电供电动机消耗B(g)，可以沿着特定的积分路线按下式求驱动车轮，所有发动机的机械能都转换成电能以得：rt．驱动电动机，多余的电能则存储在蓄电池或超级B=Ib(t)PE(t)dt，J￡0电容器中．发动机系统中不再设置离合器或变速式中，b(t)表示燃油消耗率(g／kW·h)，b。(t)=器．由于发动机仅用来发电，它可以在几乎恒定的3．6×10／(Hj7(t))，其中，j7(t)表示发动机燃转速下运行，因而可以获得较佳的经济性和排放收稿日期：2002—04—28．作

6、者简介：黄妙华(1963一)，女，博士研究生；武汉，华中科技大学机械科学与工程学院(430074)基金项目：国家高技术研究发展计划电动汽车重大专项资助项目(2001AA501213)．维普资讯http://www.cqvip.com华中科技大学学报(自然科学版)第30卷m油的转化效率；H．，表示燃料的热值(MJ／kg)，对nS(ti)一S(0)=0，B某种特定燃料来说，是一个常数．因此发动机油耗这个条件保证，在整个行驶工况过程中，从蓄电池=与发动机功率的关系为(将常数项略掉)，输出与进入的电量相等．m1．3优化问题的求

7、解B：fdf，fet设一对角阵假定蓄电池为一具有内阻R的恒压源，则蓄电池H=2diag[，162，i⋯，62，⋯，2，J，功率f=l，i61，i⋯，ibi，⋯，1，J，PB(t)=一』B(t)(UB+』B(t)RB)，(1)综上所述，优化结果为求解一个连续的N阶二次式中，』B表示蓄电池组的电流；UB表示蓄电池组优化方程．的端电压．式(1)对充电(IB<0)和放电(IB>0)都minB≈m．．inl~HIB／2+fIB，』B』B适用．通常情况下，电池电压和内阻都与电池的荷电状态S(stateofcharge)和温度丁B有

8、关．同满足，Jb。=0，J≤Jb。≤J，这里时，蓄电池在充电和放电时具有不同的内阻．H∈RN，Jbat∈RN，厂∈RN．一fRd(s，丁B)(』B>0，放电内阻)；B—lR(S，丁B)(』B<0，充电内阻)；2优化控制的仿真及实例UB=UB(S，丁B)．因为汽车在某一行驶工况下行驶，所需要的根据上面的优化方程可以得到优化的电流值驱