可外接充电混合动力汽车能量管理策略仿真研究

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1、TheStudyofPIug-lnHybridEIectricVehicIePowerManagementStrategySimulation可外接充电混合动力汽车能量管理策略仿真研究摘要：文章描述了可外接充电混合动力汽车的一个发展方向。通过分析能量的耦合和函数关系，提岀了一种能量管理策略，它结合了电机和发动机工作分配关系和能量管理分配策略。通过电池的电荷状态SOC和汽车的行驶状态，分为电荷消耗模型和电荷维持模型。控制策略包括三个方面，驾驶模型，传递模块和能量管理控制器。为了评价控制策略和优化重要参数，汽车的驾驶模型和控制策略被进行了相应的仿真研究。借助于2个仿真平台AVLCru

2、ise和Simulink/Stateflow,初步的仿真实验结果显示，控制策略可以平稳的控制模型转换，实现发动机和电动机间的转矩分配，达到了性能需求。1、简介因为电池容量和充电速度的限制，传统的混合动力汽车几乎全部来口内燃机，即来自化学燃料的能量，这使得在从排放角度和经济性方而受到很大限制。改善电池的容量和充放电速度是优化混合动力汽车动力系统的基础小铁应为可外接充电混合动力汽车的超大电池容量，它能用家用电源充电，并且逐步的成为了全世界开发研究的热点宀叽因为其特冇的机械的和电能分配，因此能量控制和传统相比更为复杂。所以汽车的模型和控制模型的转换以及能量管理系统是实现高性能的关键。本

3、文讨论的重点是借助于AVLCruise软件特有的汽车建模优点，来建立一个可外接充电混合动力汽车模型。然后借助于Simulink/Stateflow软件控制模型的优越性汽车能量管理系统的模型。通过2个软件耦合仿真，使得能量管理策略达到最佳的估计优化。初步试验显示控制是可行的。2、结构和模型由于造价的原因，在尽可能保持原来汽车配置前提下，对汽车做了重新改造，可外接充电混合动力汽车采用并联共轨结构。它有2个控制器控制发动机和电动机之间的转矩耦合与分配。如图一所示：传统的离合器在电机和gear-boxZ间。而另外一个单向离合器在发动机和电机Z间。Figure!.Plug-InHybrid

4、ElectricVehicle'sPowertrain单•方向离合器是-•种仅仅当发动机速度大于电机速度吋起传递转矩的离合器。所以它是最简明的实现转矩管理的自动装置——耦合与分配。CAN总线在电子控制单元和各个子系统起到实时的精确的数据通讯作用，同吋也通过CAN总线协议（ccp）起到监测和校准作用。此外，还配置了一个被发动机电控制单元（ECT）控制的发动机的启动器，因为从稳定等方面考虑电机不能代替传统起动器够驱动发动机到某些特定转速。为了灵活的最大限度的使用电池的储能，这冇一个电动汽车切换被驾驶员采用当传感器检测到充电状态非常低（电池充电结束）而发动机也已经启动的时候，采用电动汽

5、车切换，这吋电池储能会强制处于消耗状态。作为汽车发展的一部分，控制策略是整个工作的核心，可充电混合动力汽车的仿真包括在AVLCruise软件上的汽车模型仿真和在Simulink/Stateflow软件上的控制策略仿真。⑺如图2所示：汽车模型在AVLCruise软件通过它的各个牵引模块很容易被建立。这里有一个特别的名叫API的通讯模块，它是专门用来在AVLCruise和Simulink见进行数据传递的。Figure?.Plug・InHEVmodelinginAVLCruise由于没有单向离合器模块，一个传统的离合器模块被用来较好的代替，这个离合器被一个来自汽车仿真模块控制单元输入信

6、号控制。输入信号来自电动机和发动机的转速比较。图3所示转矩控制策略是分级的、有条理的，它包括驾驶模块、传递模块、能量管理模块。输入信号来自DM1和MTC包括发动机状态、齿轮位置、汽车档位、油门踏板位和离合器情况、刹车踏板位置、电池充电状态、速度、水温等等。输出信号包括发动机点火和转矩、电机的启动和转矩等。Figure3.StructureofenergymanagementstrategymodelDMI首先判断驾驶员意图，然后分配电机和发动机见的转矩来达到驾驶员的要求。更重要的是，一些故障诊断保证了汽车正常的运行。3、控制策略控制策略的原理是保证汽车的电能最大限度的使用。如图4

7、所示：电机控制模型，（CD模型），通过在一定速度的驾驶操作条件下被给出，横坐标表示加速踏板位置（简写ACC）,而纵坐标是驾驶元要求的转矩，这有三个参数在图上通过Ml、M2标血他们被命名能量管理的几种情况来描叙汽车的运行模式。当加速踏板位置比Ml小时，电池通过对传统汽车的完全浪费的电能进行回收充电。当踏板在Ml和M2间时，可充电混合动力汽车强制转换为纯电动车模式运行，电机可以满足驾驶员要求的转矩；当大于M2时，需求传矩超过电动机正常转矩，所以发动机启动来增加转矩。为了保证驾驶额平稳