外接充電式混合動(dòng)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(huì)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(dāng)今社會(huì)最重要的交通工具之一,汽車工業(yè)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。但同時(shí),汽車工業(yè)的快速發(fā)展也帶來了巨大的負(fù)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(fù)面影響日益突出,節(jié)能減排和應(yīng)對(duì)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(guó)際社會(huì)的廣泛認(rèn)同。混合動(dòng)力汽車已經(jīng)成為了交通工具發(fā)

2、展的熱點(diǎn)和汽車產(chǎn)業(yè)研發(fā)的重點(diǎn)。充電式混合動(dòng)力汽車很好的融合了傳統(tǒng)汽車和電動(dòng)汽車的優(yōu)點(diǎn),展現(xiàn)出其良好的實(shí)用性和環(huán)保性。
　　能量控制策略的制定是充電式混合動(dòng)力汽車設(shè)計(jì)成敗的關(guān)鍵,是充電式混合動(dòng)力汽車技術(shù)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(shí)需求能量在發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)之間的分配,以保證其良好的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性。因此,在充電式混合動(dòng)力汽車的研究中,能量控制策略的研究就顯得至關(guān)重要。
　　基于邏輯門限值的能量控制

3、策略,因其思路簡(jiǎn)單、代碼轉(zhuǎn)化率高、實(shí)施方便以及在行駛時(shí)能夠獲得較好的控制效果,而成為多數(shù)混合動(dòng)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(shè)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(dòng)機(jī)的輸出特性在其較高效的區(qū)間內(nèi),并不能保證總是實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率最優(yōu)化。針對(duì)不同路況和車輛參數(shù)發(fā)生變化的情況下,車輛行駛時(shí)的適應(yīng)能力較差。所以需要對(duì)控制策略做進(jìn)一步的分析和研究。
　　本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)電機(jī)是充

4、電式混合動(dòng)力汽車的主要?jiǎng)恿υ粗?因此需要對(duì)電機(jī)的工作效率做進(jìn)一步的分析和研究,根據(jù)電機(jī)的參數(shù),做出電機(jī)最佳效率曲線。結(jié)果表明,電機(jī)的最佳效率曲線貫穿整個(gè)轉(zhuǎn)速區(qū)間,具有良好的可控性。電機(jī)在最佳效率曲線上工作時(shí),能夠保證效率值很高,但是不同的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速需求下,電機(jī)不一定總能工作在最佳效率曲線上,因此文中做出了電機(jī)的最佳效率區(qū)間,盡可能的使電機(jī)工作在高效率區(qū)間,又能夠滿足轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的需求。
　　(2)發(fā)動(dòng)機(jī)是充電式混合動(dòng)力汽車的另一個(gè)

5、動(dòng)力源,所以仿造對(duì)電機(jī)的處理,做出了發(fā)動(dòng)機(jī)的最優(yōu)控制曲線,并同時(shí)做出了發(fā)動(dòng)機(jī)的最優(yōu)控制區(qū)間。
　　(3)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)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(duì)控制策略進(jìn)行建模。把建模結(jié)果嵌入到混合動(dòng)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(jì)性和排放性方面,有著很大的提

6、高。然后應(yīng)用遺傳算法,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)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(jìn)一步的優(yōu)化。經(jīng)過優(yōu)化,車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性都有了進(jìn)一步的提高。
　　(4)電機(jī)除了用于驅(qū)動(dòng)汽車以外,還可以用來制動(dòng)。因此在分析了制動(dòng)原理的基礎(chǔ)上,制定出了再生制動(dòng)能量控制策略。策略中根據(jù)不同的制動(dòng)強(qiáng)度和電池的SOC,合理的分配了制動(dòng)力在摩擦制動(dòng)力和再生制動(dòng)力之間的比例。電池的壽命也是制約著混合動(dòng)力汽車發(fā)展的一個(gè)原因。車