新能源汽車概論(ppt37頁(yè))(編輯修改稿)
2025-03-05 13:39 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 動(dòng)力電池、發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)等部件。串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車有 3種基本的能量管理策略。 ? (1) 恒溫器策略。當(dāng)動(dòng)力電池 SOC低于設(shè)定的低門限值時(shí)，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，在最低油耗或排放點(diǎn)按恒功率模式輸出，一部分功率用于滿足車輪驅(qū)動(dòng)功率要求，另一部分功率給動(dòng)力電池充電。而當(dāng)動(dòng)力電池組 SOC上升到所設(shè)定的高門限值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛。其優(yōu)點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)效率高、排放低，缺點(diǎn)是動(dòng)力電池充放電頻繁，加上發(fā)動(dòng)機(jī)開關(guān)時(shí)的動(dòng)態(tài)損耗，使得系統(tǒng)總體的損失功率變大，能量轉(zhuǎn)換效率較低。 第 15 頁(yè) 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車能量管理系統(tǒng) ?(2) 功率跟蹤式策略。由發(fā)動(dòng)機(jī)全程跟蹤車輛功率需求，只有在動(dòng)力電池的 SOC大于 SOC設(shè)定上限時(shí)，且僅由動(dòng)力電池提供的功率能滿足車輛需求時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)才停機(jī)或怠速運(yùn)行。由于動(dòng)力電池容量小，動(dòng)力電池充放電次數(shù)減少而使得系統(tǒng)內(nèi)部損失減少。但是發(fā)動(dòng)機(jī)必須在從低到高的較大負(fù)荷區(qū)內(nèi)運(yùn)行，使得發(fā)動(dòng)機(jī)效率和排放不如恒溫器策略。 ?(3) 基本規(guī)則型策略。該策略綜合了恒溫器策略與功率跟蹤式策略兩者的優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷特性圖設(shè)定了高效率工作區(qū)，根據(jù)動(dòng)力電池的充放電特性設(shè)定了動(dòng)力電池高效率的荷電狀態(tài)范圍。并設(shè)定一組控制規(guī)則，根據(jù)需求功率和 SOC進(jìn)行控制，以充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)和動(dòng)力電池的高效率區(qū)，使其達(dá)到整體效率最高。 第 16 頁(yè) 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車能量管理系統(tǒng) ? ? 并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的能量管理策略基本屬于基于轉(zhuǎn)矩的控制。目前主要有以下 4類： ?(1) 靜態(tài)邏輯門限策略。該策略通過設(shè)置車速、動(dòng)力電池 SOC上下限、發(fā)動(dòng)機(jī)工作轉(zhuǎn)矩等一組門限參數(shù)，限定動(dòng)力系統(tǒng)各部件的工作區(qū)域，并根據(jù)車輛實(shí)時(shí)參數(shù)及預(yù)先設(shè)定的規(guī)則調(diào)整動(dòng)力系統(tǒng)各部件的工作狀態(tài)，以提高車輛整體性能。 ?(2) 瞬時(shí)優(yōu)化能量管理策略。瞬時(shí)優(yōu)化策略一般是采用“等效燃油消耗最少”法或“功率損失最小”法，二者原理類似。其中“等效燃油消耗最少”法將電機(jī)的等效油耗與發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際油耗之和定義為名義油耗，將電機(jī)的能量消耗轉(zhuǎn)換為等效的發(fā)動(dòng)機(jī)油耗，得到一張類似于發(fā)動(dòng)機(jī)萬有特性圖的電機(jī)等效油耗圖。 第 17 頁(yè) 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車能量管理系統(tǒng) ? (3) 全局最優(yōu)能量管理策略 。 全局最優(yōu)能量管理策略是應(yīng)用最優(yōu)化方法和最優(yōu)控制理論開發(fā)出來的混合動(dòng)力系統(tǒng)能量分配策略 ， 目前主要有基于多目標(biāo)數(shù)學(xué)規(guī)劃方法的能量管理策略 、 基于古典變分法的能量管理策略和基于 Bellman動(dòng)態(tài)規(guī)劃理論的能量管理策略三種 。 ? (4) 模糊能量管理策略 。 該策略基于模糊控制方法來決策混合動(dòng)力系統(tǒng)的工作模式和功率分配 ， 將 “ 專家 ” 的知識(shí)以規(guī)則的形式輸入模糊控制器中 ， 模糊控制器將車速 、 電池 SOC、 需求功率 /轉(zhuǎn)矩等輸入量模糊化 ， 基于設(shè)定的控制規(guī)則來完成決策 ， 以實(shí)現(xiàn)對(duì)混合動(dòng)力系統(tǒng)的合理控制 ， 從而提高車輛整體性能 。 基于模糊邏輯策略可以表達(dá)難以精確定量表達(dá)的規(guī)則；可以方便地實(shí)現(xiàn)不同影響因素 (功率需求 、 SOC等 )的折中；魯棒性好 。 但是模糊控制器的建立主要依靠經(jīng)驗(yàn) ， 無法獲得全局最優(yōu) 。 第 18 頁(yè) 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車能量管理系統(tǒng) ? ?混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車由于其特有的傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，如采用行星齒輪傳動(dòng)，除了采用瞬時(shí)優(yōu)化能量管理策略、全局優(yōu)化能量管理策略和模糊能量管理策略 (與并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車能量管理策略原理類似 )以外，還有一些特有的能量管理策略： ?(1) 發(fā)動(dòng)機(jī)恒定工作點(diǎn)策略。由于采用了行星齒輪機(jī)構(gòu)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可以獨(dú)立于車速變化，這樣使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最優(yōu)工作點(diǎn)，提供恒定的轉(zhuǎn)矩輸出，而剩余的轉(zhuǎn)矩則由電動(dòng)機(jī)提供。這樣電動(dòng)機(jī)來負(fù)責(zé)動(dòng)態(tài)部分，避免了發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)帶來的損失，而且與發(fā)動(dòng)機(jī)相比，電動(dòng)機(jī)的控制也更為靈敏，易于實(shí)現(xiàn)。 ?(2) 發(fā)動(dòng)機(jī)最優(yōu)工作曲線策略。發(fā)動(dòng)機(jī)工作在萬有特性圖中最佳油耗線上，只有當(dāng)發(fā)電機(jī)電流需求超出電池的接受能力或者當(dāng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電流需求超出電動(dòng)機(jī)或電池的允許限制時(shí)，才調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)。 第 19 頁(yè) 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車能量管理系統(tǒng) ? ?(1) 純電動(dòng)模式。發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉，車輛僅由蓄電池組供電、驅(qū)
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