并聯(lián)型混合動力汽車能量管理策略研究.pdf

1、當混合動力汽車各部件的結(jié)構(gòu)及性能特性確定后，整車的燃油經(jīng)濟性和排放水平取決于能量管理策略。目前混合動力汽車在如何通過能量管理策略的優(yōu)化，最大程度地降低整車運行油耗,并對蓄電池荷電狀態(tài)進行合理管理等方面還有待深入研究，因此開展能量管理策略研究對于降低混合動力汽車油耗和排放具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。本文完成了以下的研究內(nèi)容
　?、俳⒘嘶旌蟿恿ζ嚩嗄茉磩恿ο到y(tǒng)各部件數(shù)學模型；建立了駕駛員車速模糊控制模型，并考慮了汽車起步或換檔過

2、程中離合器對車速控制系統(tǒng)的減弱效果；建立了可用于仿真和實時控制的駕駛員需求驅(qū)動功率計算模型；建立了混合動力傳動系統(tǒng)的動力學方程。在上述模型基礎(chǔ)上，開發(fā)了基于前向仿真算法的并聯(lián)型混合動力汽車性能仿真程序。
　?、谠?Kim等提出的并聯(lián)型混合動力汽車等效模型基礎(chǔ)上，建立了充電/放電工況下的混合動力系統(tǒng)充/放電綜合效率模型。對于放電工況，提出了混合動力系統(tǒng)的放電綜合效率最大為優(yōu)化目標的瞬時能量管理優(yōu)化策略，并引入再生制動能量回收影響系數(shù)

3、來反映再生制動對能量管理策略的影響。研究表明隨蓄電池荷電狀態(tài)(State of Charge，SOC)降低，放電轉(zhuǎn)矩界限上升。對于充電工況，針對蓄電池在不同SOC的充電需求以及充電效率，提出了3種瞬時能量管理優(yōu)化策略，并獲得了蓄電池在不同SOC下的充電轉(zhuǎn)矩界限。
　?、厶岢隽艘灾苿訒r蓄電池充電條件下瞬時再生制動功率最大為主要優(yōu)化目標，并在滿足 ECE制動法規(guī)的條件下減少車輪抱死機率,縮短制動距離的再生制動能量管理優(yōu)化策略，獲得了在

4、不同蓄電池 SOC、發(fā)電機轉(zhuǎn)速、制動需求功率下的發(fā)電機再生制動優(yōu)化轉(zhuǎn)矩和前、后輪制動器制動轉(zhuǎn)矩的計算方法。
　?、芴岢隽艘环N結(jié)合瞬時能量管理優(yōu)化策略和蓄電池 SOC管理策略，以減少汽車運行油耗為目標的能量管理策略。當混合動力汽車處于放電工況時，發(fā)動機和電動機的轉(zhuǎn)矩分配仍采用瞬時放電綜合效率優(yōu)化控制策略，但針對循環(huán)工況初始蓄電池SOC值的不同，要求所設(shè)計的放電和充電控制策略能使汽車在循環(huán)工況結(jié)束時的SOC保持在不同的合理水平：對于循

5、環(huán)工況初始蓄電池SOC值在其最佳范圍內(nèi)偏中高的，要求執(zhí)行蓄電池SOC維持平衡策略；對于循環(huán)工況初始蓄電池SOC值在其最佳范圍內(nèi)偏中低的和小于最佳范圍下限的，要求循環(huán)工況結(jié)束時SOC保持在其最佳范圍內(nèi)的偏中低值；對于循環(huán)工況初始蓄電池SOC值大于其最佳范圍上限的，要求循環(huán)工況結(jié)束時SOC降到其初始值以下，但不低于SOC的最佳范圍的上限，且初始SOC愈高，要求循環(huán)工況終了時的SOC下降得愈多。上述蓄電池SOC管理策略的目的是提高放電和充電控

6、制策略適應(yīng)汽車實際運行工況的負荷統(tǒng)計特征的能力，降低混合動力汽車的運行油耗。
　　當混合動力汽車處于充電工況時，發(fā)動機和發(fā)電機的轉(zhuǎn)矩分配仍采用瞬時能量管理優(yōu)化策略，但充電轉(zhuǎn)矩界限根據(jù)汽車運行工況的負荷和車速統(tǒng)計特征進行設(shè)計。根據(jù)汽車運行工況的需求轉(zhuǎn)矩分布密度和車速分布統(tǒng)計特征，得到充電工況切入的車速界限。提出了確定充電工況切入條件的方法：即設(shè)置不同的充電車速界限，以蓄電池SOC在某給定范圍內(nèi)充電后的循環(huán)工況油耗最小和循環(huán)工況終了時

7、SOC值符合SOC管理策略要求為準測，得出合理的充電車速界限，確定蓄電池SOC在某給定范圍內(nèi)的充電控制策略。改變蓄電池SOC范圍和充電車速界限，重復上述過程，最后獲得蓄電池SOC在不同給定范圍內(nèi)的充電控制策略，該策略以蓄電池SOC、車速和/或充電轉(zhuǎn)矩界限作為充電工況的轉(zhuǎn)入條件。
　　輕度混合動力汽車在 NEDC循環(huán)工況的燃油經(jīng)濟性仿真表明，與傳統(tǒng)的基礎(chǔ)車型比較,并聯(lián)型輕度混合動力系統(tǒng)的燃油消耗顯著降低。
　　⑤設(shè)計了基于dS