外接充電式混合動力汽車能量控制策略的研究.pdf

1、汽車的發(fā)明給人類社會帶來了巨大的文明,它正在改變著人們的工作、生活和思維方式,已成為當今社會最重要的交通工具之一,汽車工業(yè)成為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)。但同時,汽車工業(yè)的快速發(fā)展也帶來了巨大的負面影響,諸如石油資源的日益枯竭,大量廢棄物的排放等。隨著汽車保有量的不斷增多,汽車帶來的負面影響日益突出,節(jié)能減排和應對氣候變化成為了人類共同面臨的挑戰(zhàn)。
　　近年來,節(jié)能環(huán)保、綠色出行理念受到國際社會的廣泛認同?；旌蟿恿ζ囈呀?jīng)成為了交通工具發(fā)

2、展的熱點和汽車產(chǎn)業(yè)研發(fā)的重點。充電式混合動力汽車很好的融合了傳統(tǒng)汽車和電動汽車的優(yōu)點,展現(xiàn)出其良好的實用性和環(huán)保性。
　　能量控制策略的制定是充電式混合動力汽車設計成敗的關鍵,是充電式混合動力汽車技術的核心。良好的能量控制策略能夠合理的分配車輛在行駛時需求能量在發(fā)動機和電機之間的分配,以保證其良好的動力性、燃油經(jīng)濟性和排放性。因此,在充電式混合動力汽車的研究中,能量控制策略的研究就顯得至關重要。
　　基于邏輯門限值的能量控制

3、策略,因其思路簡單、代碼轉化率高、實施方便以及在行駛時能夠獲得較好的控制效果,而成為多數(shù)混合動力汽車廣泛使用的控制策略。邏輯門限值的參數(shù)通常是事先設定好的,并且是固定不變的。這種控制策略往往只能保證發(fā)動機的輸出特性在其較高效的區(qū)間內(nèi),并不能保證總是實現(xiàn)發(fā)動機的效率最優(yōu)化。針對不同路況和車輛參數(shù)發(fā)生變化的情況下,車輛行駛時的適應能力較差。所以需要對控制策略做進一步的分析和研究。
　　本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)電機是充

4、電式混合動力汽車的主要動力源之一,因此需要對電機的工作效率做進一步的分析和研究,根據(jù)電機的參數(shù),做出電機最佳效率曲線。結果表明,電機的最佳效率曲線貫穿整個轉速區(qū)間,具有良好的可控性。電機在最佳效率曲線上工作時,能夠保證效率值很高,但是不同的轉矩和轉速需求下,電機不一定總能工作在最佳效率曲線上,因此文中做出了電機的最佳效率區(qū)間,盡可能的使電機工作在高效率區(qū)間,又能夠滿足轉速和轉矩的需求。
　　(2)發(fā)動機是充電式混合動力汽車的另一個

5、動力源,所以仿造對電機的處理,做出了發(fā)動機的最優(yōu)控制曲線,并同時做出了發(fā)動機的最優(yōu)控制區(qū)間。
　　(3)根據(jù)發(fā)動機和電機的最優(yōu)控制曲線、最優(yōu)控制區(qū)間和最佳效率曲線與最佳效率區(qū)間,在不同的電池電量和需求扭矩的約束條件下,制定出了最優(yōu)控制區(qū)間的控制策略。并在matlab/simulink環(huán)境下,對控制策略進行建模。把建模結果嵌入到混合動力汽車仿真軟件ADVISOR2002中,通過仿真,新的控制策略在燃油經(jīng)濟性和排放性方面,有著很大的提

6、高。然后應用遺傳算法,對發(fā)動機的最佳效率區(qū)間的邊界和電池荷電狀態(tài)SOC(State of charge)做了進一步的優(yōu)化。經(jīng)過優(yōu)化,車輛的燃油經(jīng)濟性和排放性都有了進一步的提高。
　　(4)電機除了用于驅(qū)動汽車以外,還可以用來制動。因此在分析了制動原理的基礎上,制定出了再生制動能量控制策略。策略中根據(jù)不同的制動強度和電池的SOC,合理的分配了制動力在摩擦制動力和再生制動力之間的比例。電池的壽命也是制約著混合動力汽車發(fā)展的一個原因。車