基于串聯式混合動力的控制策略研究-資料下載頁
2025-06-27 19:00本頁面
【正文】 用于在線控制的能量管理策略。 負荷預測型控制策略負荷預測型控制策略基于APU輸出功率要比車輛驅動功率隨時間變化平穩(wěn)得多這一事實，在恒溫器型或功率跟隨型策略的基礎上添加一個車輛負荷預測器。預測器根據車輛運行工況預測車輛需要的驅動功率，通過車輛已耗功率的記錄測算出驅動功率的一些平均值和它的波動范圍，再利用路面坡度、交通情況等信息，來預測出車輛下一個時刻的負荷。利用該預測值、蓄電池的SOC狀態(tài)決定采用哪一種工作模式。負荷預測型控制策略的最大特征是：提供了一種根據在線所預測的驅動功率參與系統(tǒng)能量管理。達到油耗最低、排放最低的目的，可操作性強。缺點是所預測的驅動功率由于是由已耗功率推測得出的，與車輛功率的即時需求值是有差異的。 串聯式混合動力控制策略的選擇通過上述分析比較可以看出，兩種控制策略各有優(yōu)缺點，恒溫器控制策略中由于發(fā)動機不需要跟蹤路面負荷的瞬態(tài)變化而恒定工作，因此有利于降低 HEV 排放；功率跟隨控制策略中發(fā)動機沿著燃油經濟性較好的曲線跟蹤路面功率的需求，因此有利于提高HEV 的燃油經濟性。為了實現混合動力城市客運的主要設計任務，必須采用合理的控制策略對驅動系統(tǒng)進行綜合控制。具體來說就是兼顧發(fā)動機和電池的效率，實現整車效率最優(yōu)。也就是說，優(yōu)化的控制策略對驅動系統(tǒng)各部件的特性高度依賴。本文選擇的控制策略是把上述兩種模式結合起來，充分利用發(fā)動機和電池的高效率區(qū)，使其達到整體效率最高。發(fā)動機在 SOC 較低或負載功率較大時均會啟動；當負載功率較小且 SOC 高于預設的上限值時，發(fā)動機被關閉；在發(fā)動機關停之間設定了一定范圍的狀態(tài)保持區(qū)域，這樣可以避免頻繁關停。 發(fā)動機一旦起動便在相對經濟的區(qū)域內對電動機的負載功率進行跟蹤，當負載功率大于或小于發(fā)動機經濟區(qū)域所能輸出的功率時，電池組可以通過充放電對該功率差額進行緩沖和補償。例如，當汽車加速和爬坡時，為了滿足車輪驅動功率要求，降低對蓄電池峰值功率要求，延長其工作壽命，可采用發(fā)動機跟隨模式；當汽車車輪功率要求低時，為了避免發(fā)動機低效率工況的發(fā)生，可以采用恒溫器模式，以提高整車系統(tǒng)的效率。通過上面對兩種控制策略的詳細介紹，不難看出恒溫器控制策略也可以在功率跟隨控制策略中實現，在本文設計的控制策略中，就采用了這樣方法，使得恒溫器控制策略在功率跟隨控制策略中體現出來，把兩種控制策略結合起來，達到設計的目的。具體就是把恒溫器式控制策略嵌入到功率跟隨控制策略中，其控制策略框圖如圖 43所示。 其總體的原則如下： （1）當電池組的 SOC 值很高，并足以滿足汽車行駛時的路面功率需求時，就由電池組單獨驅動，發(fā)動機關閉。 （2）當汽車行駛時的路面功率需求較大，電池的組不能單獨滿足其要求，或者電池組的 SOC 值較低時，發(fā)動機都要開啟。 （3）發(fā)動機的輸出功率應該根據電池組的 SOC 值來調整，能夠使 SOC 處于其預先設定的范圍內。 （4）發(fā)動機的輸出功率一定要在規(guī)定的功率范圍內，即大于其設定的最小值，小于規(guī)定的最大值，使其處于較經濟的區(qū)域內。 （5）要盡量減少發(fā)動機的開關次數，當汽車行駛時的路面需求功率適中，電池組的功率相對較足時，要由發(fā)動機的前一時刻工作狀態(tài)來決定發(fā)動機的開關狀態(tài)，即前一時刻狀態(tài)是開則開，是關則關。第五章 總結與展望 論文總結隨著汽車保有量的增加，世界石油資源日趨匱乏，環(huán)境污染日益嚴重。由于混合動力汽車融合了傳統(tǒng)燃油汽車和純電動汽車的優(yōu)點，在節(jié)能和降低排放污染方面有明顯的優(yōu)勢，因而受到很大的重視。混合動力汽車的動力性、燃油經濟性和排放性與驅動系統(tǒng)的參數匹配以及控制策略的協調控制密切相關，本文主要是對這兩部分內容進行了研究，主要工作如下：（1）詳細分析介紹了混合動力汽車的驅動型式及其特點，通過比較三種驅動型式的優(yōu)劣，總結出各自使用的范圍，同時考慮城市交通路況及汽車工況的特點，確定本文研究串聯式驅動型式。（2）通過分析介紹串聯式混合動力汽車的兩種典型的控制策略，即恒溫器控制策略和功率跟隨式控制策略，制定了適合本文的控制策略，即恒溫器+功率跟隨控制策略。 研究展望混合動力電動汽車的開發(fā)成為二十一世紀汽車工業(yè)發(fā)展的主要趨勢之一，它是當前解決節(jié)能、環(huán)保問題切實可行的過渡方案。但總的來說，對于混合動力電動汽車的研究和開發(fā)仍處于起步階段，其關鍵技術（如電池系統(tǒng)、傳動總成系統(tǒng)等）還有待改進和創(chuàng)新，成本價格有待降低，性能也有待提高，具體包括一下內容：（1）目前控制策略還不十分成熟，對控制策略進行優(yōu)化是目前的一個發(fā)展方向，兼顧最佳燃油經濟性、排放性、電池使用壽命等各方面的控制策略的研究是今后一個工作重點和難點。（2）研制混合動力汽車的目的就是來提高燃油經濟性并降低排放，使其更適合于城市交通運輸。所以，它首先應該滿足城市中特定的循環(huán)工況。在以后的工作中急需制定適合我國城市客車的循環(huán)工況。參考文獻：[1] 王軍，申金升. 國內外混合動力電動汽車開發(fā)動態(tài)及發(fā)展趨勢[J]，公路交通科技，2000；[2] 陳清泉，孫逢春，祝嘉光. 現代電動汽車技術[M]，北京：北京理工大學出版社，2002；[3] 余志生. 汽車理論(第3版)[M]，北京：機械工業(yè)出版社，2001；[4] 麻友良，陳全世. 混合動力電動汽車的發(fā)展[J]，公路交通科技，2001；[5] 趙宏偉,陳鵬,劉大有,[J].吉林大學學報(工學版),2003；[6] 黃妙華,金國棟,[J].武漢理工大學學報:交通科學與工程版,2001；[7]20 頁
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