淺談混合動力汽車控制策略(編輯修改稿)
2025-07-15 03:58 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 由于并聯(lián)混合動力汽車有兩套驅(qū)動系統(tǒng),且不同的驅(qū)動系統(tǒng)有不同的工作效率區(qū)間,這就使得汽車在不同的行駛工況下,具有多種不同的工作模式及其能量流動。圖5為并聯(lián)式混合動力汽車純電動機(jī)模式時(shí)能量流動圖。在汽車起步時(shí)，利用電動機(jī)低速大扭矩的特性使車輛起步。在車輛低速運(yùn)行時(shí)，可以避免發(fā)動機(jī)工作在低效率和高排放的工作范圍，高效并且動態(tài)特性好的電動機(jī)可以單獨(dú)驅(qū)動汽車低速運(yùn)行。汽車在高速穩(wěn)定行駛的工況下，發(fā)動機(jī)工作在高效和低排放工作區(qū)域，或者汽車行駛在郊外等對排放狀況要求不高的地區(qū)，可以用發(fā)動機(jī)單獨(dú)驅(qū)動汽車。并聯(lián)式混合動力汽車純發(fā)動機(jī)機(jī)模式時(shí)能量流動圖如圖6所示。汽車在加速和爬坡時(shí)，發(fā)動機(jī)和電動機(jī)同時(shí)工作，由電動機(jī)提供輔助功率使車輛加速和爬坡。能量流動圖如圖7所示。+發(fā)電模式當(dāng)蓄電池荷電狀態(tài)SOC值較低時(shí)，發(fā)動機(jī)可以驅(qū)動啟動電機(jī)對電池組充電，汽車正常運(yùn)行工況下當(dāng)發(fā)動機(jī)輸出功率大于車輛需求功率時(shí)，發(fā)動機(jī)也可以驅(qū)動以發(fā)電狀態(tài)工作的電動機(jī)向蓄電池充電。能量流動圖如圖8所示。車輛減速和制動時(shí)，可以利用電動機(jī)的反拖作用，一方面使車輛減速，同時(shí)電動機(jī)以發(fā)電狀態(tài)工作，回收部分制動能量，實(shí)現(xiàn)再生制動。能量流動圖如圖9所示。起步前或停車后，如果電池SOC很低，可以進(jìn)行停車充電，能量流動圖如圖10所示。早期的控制策略，由于技術(shù)的限制大多是基于速度的控制,但由于控制參數(shù)單一，動態(tài)特性差，沒有充分利用混合動力系統(tǒng)的優(yōu)勢，通常整車的燃油經(jīng)濟(jì)性不是最優(yōu)，而且沒有考慮排放等缺點(diǎn)，目前已不采用?，F(xiàn)在的控制策略基本上是基于轉(zhuǎn)矩或功率的控制。目前已經(jīng)提出的控制策略主要可以分為4類:基于規(guī)則的邏輯門限控制策略。瞬時(shí)優(yōu)化控制策略。智能控制策略。全局最優(yōu)控制策略。這類控制策略的主要思想是:根據(jù)發(fā)動機(jī)的靜態(tài)效率曲線圖,通過控制選定的幾個(gè)變量,如車功率需求、加速信號、電池等等,并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的規(guī)則,判斷并選擇混合動力系統(tǒng)的工模式,使車輛運(yùn)行在高效區(qū),提高汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。基于規(guī)則的邏輯門限控制策略算法簡單,易實(shí)現(xiàn),且具有很好的魯棒性,但從理論上講,動態(tài)的控制策略不是最優(yōu)的,它不考慮工況的動態(tài)變化,而且一般只考慮燃油經(jīng)濟(jì)性而不考慮排放。另外,當(dāng)?shù)陀谠O(shè)定門限值時(shí)就要進(jìn)行充電,沒有考慮電池充放電能量的損失。規(guī)則的邏輯門限控制策略是基于工程師的經(jīng)驗(yàn)及靜態(tài)的能耗圖來制定的,由于它不考慮工況的動態(tài)變化,因此它不是最優(yōu)的。為了克服這些缺點(diǎn),人們又提出了一種新的控制策略——瞬時(shí)優(yōu)化控制策略,也叫實(shí)時(shí)控制策略。目前提出來的瞬時(shí)控制策略主要有：等效燃油消耗最少和功率損失最小兩種。雖然這兩種方法的出發(fā)點(diǎn)不同,但其原理是一樣的。等效燃油消耗最小控制策略的主要思想是:在某一瞬時(shí)工況,將電機(jī)消耗的電量折算成發(fā)動機(jī)提供相等能量所消耗的燃油和產(chǎn)生的排放,再加上制動回收的能量與發(fā)動機(jī)實(shí)際的燃油消耗和排放組成總的整車燃油消耗與排放模型,計(jì)算此模型的最小值,并選在此工況下最小值所
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