并联混合动力汽车换档决策的研究分析––胡先锋.docVIP

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并联混合动力汽车换档决策的研究分析––胡先锋

并联混合动力汽车换档策略的研究分析 胡先锋 (合肥工业大学 安徽 合肥 230009) 摘要:并联混合动力汽车的换档策略作为整车能量管理策略的一部分,对整车的动力性、经济性及排放性能都有较大的影响。对于并联混合动力汽车,应该采用与其能量管理策略相符合的换挡策略。通过对混合动力汽车动力系统结构和能量管理策略策略的分析,以及当前应用的各种自动变速器换档规律,提出了并联混合动力汽车换档决策研究的重点和突破方向,对混合动力汽车的控制策略设计具有借鉴意义。 关键词:并联混合动力汽车; 动力系统; 能量管理策略; 换档策略 Study on gearshift strategy of Parallel Hybrid Electric Vehicle Hu Xianfeng (Hefei University of Technology Anhui Hefei 230009) Abstract: As part of the energy management strategy, the gearshift strategy has effects on the dynamical, economical and even the emissions performance of the Parallel Hybrid Electric Vehicle(HEV).The gearshift strategy must adapt for a PHEV energy management strategy. By analyzing the structure of HEV powertrain and the energy management strategy, and shift schedule of auto-transmission now used. Meanwhile , the research emphasis and breakthrough direction of the the gearshift strategy of PHEV , which will have some help for the HEV design ,are put forward. Key word: Parallel Hybrid Electric Vehicle; powertrain; energy management strategy; gearshift strategy 0.引言 换档规律是指自动变速器在自动换档时随控制参数变化而变化的规律。换档规律的好坏,直接影响车辆的动力性、 经济性、 排放特性、舒适性等性能的好坏, 是自动变速器的关键技术。传统汽车上自动变速器应用的换档规律包括单参数换档规律[1]、两参数换档规律[1-2]以及动态三参数换档规律[3-6]。 目前对混合动力汽车动力系统的研究多集中在能量管理策略上,通过优化转矩分配控制,来使混合动力汽车达到最佳燃油经济性和动力性要求。然而,却很少对相应的混合动力汽车的换档规律进行研究。在一定路况下,发动机和电动机混合驱动的工况占了很大的比例,使用传统的换档规律必然会导致汽车的动力性和经济性无法达到设计要求。因此有必要按混合动力汽车的特性,将电机及动力电池参数也作为换档控制参数来制定换档规律。 1.并联混合动力系统的结构及其控制策略分析 1.1 并联混合动力汽车动力系统结构示意图 图1并联混合动力汽车动力系统结构图 由图1可见,并联混合动力汽车的发动机与变速器是机械连接,动力系统由发动机、电机、动力电池组、功率转换装置、扭矩耦合装置和传动系统组成,主要特点是驱动系统有两种动力源——发动机和电动机。其动力系统工作模式有四种:1、发动机单独驱动;2、电动机单独驱动;3、发动机和电动机混合驱动;4、制动能回收。工作模式中具体的控制参数,由不同能量管理策略根据实际运行工况来定义和标定的。 1.2 混合动力汽车在不同结构和控制策略下的工况分析。 并联混合动力系统的主要控制策略为:基线控制策略(Baseline Control Strategy,BCS (1) 基线控制策略(BCS) 基线控制实际是一种固定的门限值控制方法,即根据不同工况来决定发动机和电机的运行状态,并将发动机和电动机的运行参数控制在有限区域内,以实现不同的控制目标。 (2)、 实时适应控制策略(RTCS) 发动机的转速和扭矩工作范围较宽,其燃油经济区域与最低排放区不同,并且排放物NOX、HC和颗粒PM最低值的发动机工作区域也各不相同,为了获得理想的整车性能,必须折中处理燃油经济性和排放之间的关系。实时适应控制就是根据发动机的经济性和排放运行特点,利用最优控制原理,折中考虑燃油经济性和各排放物的特点,建立相应的目标

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