混合动力汽车控制策略.pptx

混合动力汽车控制策略及其研究方向;目录;1.混合动力汽车的系统结构;串联式混合动力系统;1.2并联式动力系统 并联式混合动力电动汽车主要由发动机、电动/发电机两大部件总成组成，它们可分开工作也可以协调工作，结构具有明显的多样性，可以根据使用要求选用。两大动力总成的功率可以互相叠加，发动机功率和电动/发电机功率约为电动汽车所需最大驱动功率的0.5~1倍，因此，可以采用小功率的发动机与电动/发电机，使得整个动力系统的装配尺寸、质量都较小，造价也更低，行程也可以比串联式混合动力电动汽车长一些，其特点更加趋近于内燃机汽车。由于并联混合动力汽车有两套驱动系统，且不同的驱动系统有不同的工作效率区间，这就使得汽车在不同的行驶工况下，具有不同工作模式。;并联式混合动力系统;1.3混联式动力系统 混联式系统最能体现HEV系统的最优化思想，同时也是最复杂、研究难度最大的结构。低速和启动时发动机关闭，电动机由电池供电并输出动力；发动机运行时，视电池状态和动力需求，发电机承担发电或调速的作用；制动时电动机和发电机均能进行制动能量回收，向电池充电。上述几种电动车原理，其动力传动系统基本都维持了内燃机汽车传统的传动方案，特别是从主减速器、差速器、半轴到车轮基本没有改变。最近出现了一种更为先进的电动汽车，取代了这一传统的传动方案，这就是电动轮式混合动力电动汽车;混联式动力系统;1.4电动轮式动力系统 电动轮式混合动力电动汽车最大特点就是用电子差速器代替了传统汽车的差速器和半轴，将电动机直接安装在驱动轮上，从而使电动轮驱动型式结构简洁、传动高效。;电动轮式动力系统;2.混合动力汽车的控制策略;2.1串联式混合动力汽车的控制策略; 上述两种控制模式可以结合起来使用，其目的是充分利用发动机和电池的高效率区，使其达到整体效率最高。发动机在荷电状态值较低或负载功率较大时均会起动；当负载功率较小且荷电状态值高于预设的上限值时，发动机被关闭；在发动机关和开之间设定了一定范围的状态保持区域，这样可以避免发动机的频繁起停。发动机一??起动便在相对经济的区域内对电动机的负载功率进行跟踪，当负载功率大于或小于发动机经济区域所能输出的功率时，电池组可以通过充放电对该功率差进行缓冲和补偿，采用该控制策略可以减少电能的循环损耗，避免电池大电流放电和发动机的频繁起动，降低了油耗，提高了排放性能。;2.2并联式混合动力电动汽车控制策略;2.2.2 并联自适应式控制策略(实时控制策略) 这种控制策略兼顾了燃油经济性和发动机废气排放两方面的性能,在每一个时间段内都对发动机和电动机的转矩分配进行优化控制。主要特点如下: a.当车速低于某一最小车速时,由电机提供全部驱动力; b.当车速大于最小车速,并且行驶需要扭矩小于电机的最大扭矩时,根据发动机的燃油消耗率和当前电池的SOC值来决定动力源; c.当行驶需要扭矩大于电机的最大扭矩,并且小于发动机在给定转速下所能产生的最大扭矩时,由发动机独自提供全部驱动力。发动机是否驱动电机对电池充电,取决于电池的SOC以及此时电池和电机的效率; d.当行驶需要扭矩大于发动机在给定转速下所能产生的最大扭矩时,由电机提供扭矩助力; e.减速时回收制动能量。 ;2.2.3 模糊逻辑控制策略 模糊逻辑控制策略的出发点是通过综合考虑发动机和蓄电池的工作效率来实现混合动力系统的整体效率达到最高。模糊逻辑控制策略目标与实时控制策略类似,但是与实时控制策略相比,模糊逻辑控制策略具有鲁棒性好的优点。 模糊控制规则的主要意图是: a.所需功率近似为当前转速下发动机最优功率时,电机基本不工作。 b.所需功率大于最优功率一定值时,发动机工作点位于最优工作点附近,余下的部分功率由电机提供,同时使电机运行效率也在较高范围内。 c.SOC超出限定值时,采取相应措施,使其回到正常范围。;2.3混联式混合动力汽车的控制策略;2.3.1发动机恒定工作点控制策略 这种策略采用发动机作为主要动力源，电机和电池通过提供附加转矩的形式进行功率调峰，使系统获得足够的瞬时功率。由于采用了行星齿轮机构使发动机转速可以不随车速变化，这样使发动机工作在最优的工作点，提供恒定的转矩输出，而剩余的转矩则由电机提供。这样电动机来负责动态部分，避免了发动机动态调节带来的损失。而且与发动机相比，电机的控制更为灵敏，也更容易实现。;2.3.2发动机最优工作曲线控制策略 这种策略从静态条件下的发动机万有特性出发，经过动态校正后，跟踪由驱动条件决定的发动机最优工作曲线，从而实