淺談混合動(dòng)力汽車控制策略(參考版)
2025-06-21 03:58本頁面
【正文】 研究其控制策略對(duì)提高混合動(dòng)力汽車的燃油性、機(jī)動(dòng)性、加速性以及減少排放，提高整車的綜合性能都有重要的意義，是混合動(dòng)力汽車研究的主要內(nèi)容之一。常用的控制理論有變分法、極小值原理和動(dòng)態(tài)規(guī)劃三種。但實(shí)現(xiàn)這種控制策略的算法往往都比較復(fù)雜,計(jì)算量也很大,在實(shí)際車輛的實(shí)時(shí)控制中很難得到應(yīng)用。由優(yōu)化理論可知,瞬時(shí)最小值之和并不等于和的最小值,因此瞬時(shí)優(yōu)化模式并不能導(dǎo)致全局最優(yōu)的控制策略。在發(fā)動(dòng)機(jī)最優(yōu)工作曲線模式思想的基礎(chǔ)上,對(duì)混合動(dòng)力車的在特定工況點(diǎn)下整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)的優(yōu)化目標(biāo)(如效率損失、名義油耗)進(jìn)行優(yōu)化,便可得到瞬時(shí)最優(yōu)工作點(diǎn),然后基于系統(tǒng)的瞬時(shí)最優(yōu)工作點(diǎn),對(duì)各個(gè)狀態(tài)變量進(jìn)行動(dòng)態(tài)再分配。在這種策略下,讓發(fā)動(dòng)機(jī)工作在萬有特性圖中最佳油耗線上。而且與發(fā)動(dòng)機(jī)相比,電機(jī)的控制也更為靈敏,也更容易實(shí)現(xiàn)。由于采用了行星齒輪機(jī)構(gòu)使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可以不隨車速變化,這樣使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最優(yōu)的工作點(diǎn),提供恒定的轉(zhuǎn)矩輸出,而剩余的轉(zhuǎn)矩則由電機(jī)提供。能量流動(dòng)圖如圖15所示。能量流動(dòng)圖如圖14所示。能量流動(dòng)圖如圖13所示。此時(shí)的能量流動(dòng)如圖12所示。能量流動(dòng)如圖11所示?；炻?lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)合了兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn),在能量流的控制上有更大的靈活性,可以實(shí)現(xiàn)油耗和排放的最佳優(yōu)化目標(biāo)。這些控制策略還不成熟,需要大量計(jì)算,且依賴于預(yù)定的運(yùn)行工況,實(shí)時(shí)性較差,主要用于：在標(biāo)準(zhǔn)行駛循環(huán)下,參考全局最優(yōu)控制策略,對(duì)實(shí)時(shí)控制策略進(jìn)行分析與評(píng)估,并從中派生出適用的實(shí)時(shí)控制策略。其主要思想是基于某種優(yōu)化理論,建立以整車燃油經(jīng)濟(jì)性與排放為目標(biāo)系統(tǒng)狀態(tài)變量為約束的全局優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,運(yùn)用相關(guān)的優(yōu)化算法,求得最優(yōu)的混合驅(qū)動(dòng)動(dòng)力分配控制策略。于是又提出了一種在整個(gè)運(yùn)行區(qū)間內(nèi)尋優(yōu)的全局最優(yōu)控制策略。目前提出的基于智能控制的并聯(lián)混合動(dòng)力汽車控制策略主要有3種:模糊邏輯控制策略、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制策略、遺傳算法控制策略。智能控制的基本出發(fā)點(diǎn)是模仿人的智能,根據(jù)復(fù)雜被控動(dòng)態(tài)過程的定性信息和定量信息,進(jìn)行定性定量綜合集成推理決策,以實(shí)現(xiàn)對(duì)難以建模的復(fù)雜非線性不確定系統(tǒng)的有效控制。當(dāng)然,這種控制策略也有它的缺點(diǎn):需要大量的浮點(diǎn)運(yùn)算,計(jì)算量大,實(shí)現(xiàn)起來困難,成本比較高。比如,在排放法規(guī)比較嚴(yán)格的地區(qū),可以適當(dāng)?shù)靥岣吲欧诺臋?quán)值比重,放棄一點(diǎn)燃油經(jīng)濟(jì)性。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(dòng)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(dòng)回收的能量與發(fā)動(dòng)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對(duì)應(yīng)的點(diǎn)作為當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)。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。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(dòng)態(tài)變化,因此它不是最優(yōu)的。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(dòng)態(tài)的控制策略不是最優(yōu)的,它不考慮工況的動(dòng)態(tài)變
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