【正文】 生制動 NiMH336V Percept 混聯(lián)式 升 3 缸汽油機，44kW/170Nm 23kW 交流感應(yīng)電機驅(qū)動和再生制動； 10kW 電機啟動發(fā)動機、充電、再生制動 NiMH348V DuoIII 并聯(lián)式 升 4 缸 TDI 柴油機，66kW 永磁同步電機， 鉛酸電池，264V， 在美國，受到普遍關(guān)注的是通用公司的 PHEV 概念車 ——雪佛蘭 Volt。 20xx 年 EPRI 的 Market Study 發(fā)起成立了旨在促進 PHEV 的商業(yè)化的 Hybrid Electric Vehicle Alliance(HEVA)組織； 20xx 年，插電式混合動力汽車 (PHEV 一一 Plugin Hybrid Electric Vehicle)項目在美國能源部自由車和車輛技術(shù)項目處提出，這個項目計劃將在 20xx2020 年實現(xiàn) PHEV 的商品化生產(chǎn)。 圖 23 混聯(lián)式 PHEV 動力系統(tǒng)簡圖 自上世紀 90 年代以來，國外一些大學(xué)、實驗室和工業(yè)部門一直在進行 PHEV 的研究。在汽車低速行駛時，驅(qū)動系統(tǒng)主要以串聯(lián)方式工作；汽車高速穩(wěn)定行駛時，則以并聯(lián)工作方式為主；停車時，可通過車載充電器進行外接充電。其動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖如圖 22 所示。其動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖如圖 21 所示。 其動力系統(tǒng)主要可分為并聯(lián)式、串聯(lián)式和混聯(lián)式三種結(jié)構(gòu)。本章將詳細介紹對一種現(xiàn)有的 HEV 客車進行改裝為插電式客車并進行參數(shù)匹配的具體過程。最后，簡要的介紹了本文的主要的研究內(nèi)容。 本章小結(jié) 本章主要介紹了 PHEV 的發(fā)展以及其特點與工作模式。 4）根據(jù)城市公交客車的一般工況，在滿足動力性的條件下，基于規(guī)則的邏輯門限值控制策略，以提高燃油經(jīng)濟性為主要目標，設(shè)計 PHEV 客車動力系統(tǒng)控制策略，并在 MATLAB /SIMULINK 中建立控制策略仿真模型。 7 2）設(shè)計完成 PHEV 客車動力系統(tǒng)方案，確定動力總成形式，完成電動機、電池組、發(fā)動機、發(fā)電機等主要部件的選型與 參數(shù)匹配。而相對于瞬時優(yōu)化控制策略、 智能型控制策略、全局最優(yōu)控制策略、自適應(yīng)控制策略這些比較高級的、智能的控制策略，這些控制策略的計算量較大，相對較為復(fù)雜，而基于規(guī)則的邏輯門限值控制策略雖然較為簡單，但是其實用性較強，操作性好，比較適合控制策略的入門，同時它是高級的控制策略的基礎(chǔ)，故本文選擇基于規(guī)則的邏輯門限值控制策略作為研究方向。不足是依賴于工況預(yù)測 [23]。 20xx 年， Namwook Kim, Sukwon Cha, Huei Peng 等人提出基于龐得李亞金最小值原理PMP 算法的等效油耗最小控制策略 ECMS，并提出通過擬合有效 SOC 變化率和有效需求功率得到最佳修正參數(shù)。 20xx 年，上海汽車集團股份有限公司技術(shù)中心林瀟、張君鴻基于對混合動力汽車能量管理策略優(yōu)化的目的 , 建立了豐田 Prius 的 數(shù)學(xué)模型 ,采用粒子群優(yōu)化算法對該包含眾多約束條件的非線性優(yōu)化問題進行了求解 ， 利用 PSAT 專業(yè)軟件對比分析了基本型優(yōu)化控制算法、改進型優(yōu)化控制算法和規(guī)則控制算法等的控制效果及燃油經(jīng)濟性。為克服單一優(yōu)化算法的固有缺陷 , 將改進粒子群算法和遺傳算法組成混合優(yōu)化算法 ,并將該混合算法應(yīng)用于 PHEV 能量管理策略的多目標優(yōu)化。 20xx 年，同濟大學(xué)汽車學(xué)院的張松，東京大學(xué)生產(chǎn)技術(shù)研究所的吳光強以及上海理工大學(xué)機械工程學(xué)院的鄭松林在開發(fā)的 PHEV 能量管理策略基礎(chǔ)上 , 建立整車仿真模型。仿真結(jié)果顯示，這種方法得到的燃油經(jīng)濟性有顯著提高，而且電池 SOC值保持情況較好。不足是在大負荷狀態(tài)時燃油消耗較大，原因是轉(zhuǎn)換因子選擇不當 [19]。 20xx 年，韓國學(xué)者 Kukhyun Ahn, Sungtae Cho and Suk Won Cha 提出一種多目標優(yōu)化方第一章 緒論 6 法，應(yīng)用帕累托最優(yōu)理論，找出最優(yōu)工作點 POP，并代入等效燃油消耗算法 EFC，得到多目標能量管理控制策略。仿真結(jié)果顯示，兩種方法的燃油經(jīng)濟性都能達到近似最優(yōu)，相比之下 SDP 比 ECMS 的燃油經(jīng)濟性更加好。 國內(nèi)外研究方法及進展情況 20xx 年，美國俄亥俄州立大學(xué)學(xué)者 Pierluigi Pisu and Giio Rizzoni 對并聯(lián)式 HEV 的三種不依賴于工況預(yù)測的控制策略進行了對比研究，包括基于規(guī)則的控制策略、自適應(yīng)等效油耗最小控制策略和魯棒控制策略，并與動態(tài)規(guī)劃法得到的最優(yōu)結(jié)果進行比較，仿真結(jié)果顯示，自適應(yīng)等效油耗最小控制策略（ AECMS）的表現(xiàn)最好 [17]。 5）自適應(yīng)控制策略 自適應(yīng)控制具有一定的適應(yīng)能力，可以識別外部環(huán)境的變化，并根據(jù)這些變化，自動校正控制動作，從而達到最理想的控制效果。這種控制策略應(yīng)用最優(yōu)化方法和最優(yōu)化控制理論開發(fā)出混合動力驅(qū)動力分配控制策略。其優(yōu)勢之一是采用實數(shù)編碼，而不需要像遺傳算法一樣采用二進制編碼，且粒子群優(yōu)化算法中并沒有許多需要調(diào)節(jié)的參數(shù)，可進行全局和局部尋優(yōu)。 （ 4）粒子群優(yōu)化算法 粒子群優(yōu)化算法是一種進化計算技術(shù)，源于對鳥群捕食的行為研究。它能同時搜索空間上的很多點，且能充分搜索，因此能夠?qū)崿F(xiàn)快速全局收斂。這種控制方法具有自學(xué)習(xí)能力，對信息處理的方法與人的大腦處理信息相似，因而自適應(yīng)能力很強，且有很好的非線性函數(shù)逼近能力。模糊控制具有良好的控制品質(zhì)，應(yīng)用前景廣闊。 （ 1）模糊邏輯控制 模糊邏輯控制核心是模糊控制器，由規(guī)則庫、推理機制、模糊化接口和去模糊化接口組成。 3）智能型控制策略 智能型控制策略主要應(yīng)用模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法及粒子群優(yōu)化算法來決策混合動力系統(tǒng)的工作模式和功率分配，具有較強的魯棒性。該控制策略是優(yōu)化控制名義油耗的萬有特性曲線，從而實現(xiàn)對發(fā)動機和電動機的聯(lián)合控制。 2） 瞬時優(yōu)化控制策略 瞬時優(yōu)化控制策略的控制目標為控制“名義油耗”消耗的最少。該類型控 制策略簡單有效，實用性強，開發(fā)周期短，同時也是高級控制策略的基礎(chǔ)。 1）基于規(guī)則的邏輯門限值控制策略 邏輯門限值控制策略是基于規(guī)則的控制策略。 國內(nèi)外插電式混合動力控制策略的研究狀況 國內(nèi)外研究理論 國內(nèi)外 插入式 混合動力汽車對控制策略的研究越來越多，控制方法也不斷創(chuàng)新。從目前發(fā)達國家的應(yīng)用情況來看，混合動力客第一章 緒論 4 車主要用于城市公交 [12]?！半娏肯囊患冸妱印薄ⅰ半娏肯囊换旌蟿恿Α焙汀半娏勘３帧蹦Ｊ街g能夠根據(jù)整車管理策略進行無縫切換，切換的主要判據(jù)是整車負荷需求和電池的荷電狀態(tài) SOC[11]。可利用晚間用電低谷時對電池充電，改善電廠的機組效率，節(jié)約能源；純電動工況行駛時為零排放；大大降低對石油燃料的依賴 [9]。 圖 12 電動汽車重大專項提出的 “ 三縱三橫 ” 研究開發(fā)布局及其組織管理模型 在這三縱三橫發(fā)展規(guī)劃中，新能源汽車近期發(fā)展的主要方向之一就是插電式混合動力客車 [8]。 3 為此，國家出臺了一系列的法規(guī)政策。到 20xx 年，我國進口原油 億噸，預(yù)計我國的石油總需求規(guī)模在 20xx 年將達到 億噸，石油進口依存度將達 %一 %。 我國是能源消費大國，石油地質(zhì)資源量為 765 億噸，但可采資源量僅為 212 億噸。 圖 11PHEV 與傳統(tǒng)汽車、 HEV 經(jīng)濟性的比較 PHEV 同樣可以大大改善傳統(tǒng)汽車尾氣排放的品質(zhì)。在其續(xù)駛里程內(nèi)， PHEV 可以依靠其電池的電力來行駛，而不必依賴發(fā)動機；當行駛里程較長時， PHEV 優(yōu)先使用電力，當 SOC 值低于一定程度時，再使用發(fā)動機。不僅如此， PHEV 還 可以利用電能代替一半剩余的燃料消耗，因此，照這樣計算， PHEV可以相比于傳統(tǒng)汽車減少至少 70%的燃料消耗 [5]。 傳統(tǒng)的混合動力汽車已經(jīng)給美國的能源消耗和能源安全帶來了顯著的效益。其最大的特點是，將混合動力和純電動的驅(qū)動系統(tǒng)相結(jié)合，可以大大改善 車輛 的排放性和燃油經(jīng)濟性，提高車輛的的動力性能和續(xù)駛里程 [3]。目前 HEV 的發(fā)展方向是可外接充電式混合動力電動汽車 (Plugin Hybrid Electric Vehicle，以下簡稱 PHEV ) 。 未來 10 年，混合動力電動汽車將會迅速發(fā)展，并占有一定的市場規(guī)模。向蓄電池充電用到的電能可以由水力、太陽能、風(fēng)能、潮汐等可再生能源轉(zhuǎn)化。例如，以節(jié)油率最佳的豐田 Prius 汽車，在我國實測它與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車 ——豐田花冠 (Corrolla)的油耗在不同工況平均節(jié)油率為 ％，平均百公里節(jié)油可達 。進入 21 世紀以后，混合動力汽車進入了快速發(fā)展時期，世界各大汽車廠商都推出了混合動力汽車的樣車。 進入 20 世紀 90 年代，由于節(jié)能和環(huán)保的要求，混合動力汽車 (HEV)應(yīng)運而生。但由于石油價格的回落，在電動汽車商業(yè)化發(fā)展起來之前，能源問題已不再嚴重。而如今隨著動力電池、電機等汽車電子技術(shù)的發(fā)展，電動汽車具有了有效解決上述問題的可能性 [1]。因此，對汽車工業(yè)來說，減少和消除對石油的依賴是一項有關(guān) 全球經(jīng)濟安全和能源安全的緊迫任務(wù)，這樣做的具體途徑有二種 :一是 提高現(xiàn)有車輛的燃油經(jīng)濟性；二是開發(fā)不依賴石油的新能源汽車 。據(jù)保守估計，到 2050 年，石油資源將在全球范圍內(nèi)耗盡。這兩個問題已經(jīng)被越來越來多的國家所關(guān)注與重視。汽車工業(yè)作為許多國家的支柱產(chǎn)業(yè)，在其產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益與科技貢獻的同時，也帶來了能源與環(huán)境的問題。 Modeling in CRUISE。s economic, scientific development, automobile industry is also facing new challenges and opportunities. In order to reduce fuel consumption and reduce harmful exhaust emissions, the direction of development of the automotive industry is hybrid vehicles and electric vehicles. Traditional hybrid vehicles can reduce fuel consumption, but not the full realization of the alternative fuel. Electric vehicles to achieve a zero fuel consumption and zero emissions, but the short for driving range. Combines the advantages of both, the Plugin Hybrid Electric Vehicle (hereinafter referred to as the PHEV) which can be charged by an external grid has bee a research hot spot. Based on the research status and development trend of the PHEV technology ， to meet the goal of vehicle dynamic performance and improve the vehicle of economic performance, design the PHEV bus power system which is suitable for urban conditions , and design the bus control strategy. Firstly, design the key ponents of the PHEV bus power system, including the selection matches the parameter of the engine, electric motor, battery, and build the PHEV bus model in software AVL CRUISE. Design rulebased logic threshold control strategy through the analysis of the energy flow of vehicles in each operating mode, the characteristics of the PHEV bus, established in MATLAB / SIMULINK simulation model of the PHEV bus power system control strategy. Finally, build a CRUISE and MATLAB /SIMULINK simulation, inspect and control the effects of the strategy. The simulation results show that this paper, the design of the PHEV bus, to meet the power requirements on the basis of energy consumption decreased