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混合动力汽车能量控制策略研究

马良  
【摘要】:并联混合动力汽车(PHEV)是发动机与电动机共同组成混合动力系统来驱动车辆行驶的一种新能源汽车。在混合动力汽车的国产化研制中,能量管理和电机控制是混合动力汽车控制系统的核心,如何实现以燃油经济性和排放性能为主要控制目标的能量管理控制和控制电机驱动系统输出相应的转矩,对开发国产混合动力汽车具有重要意义。本文根据发动机、驱动电机、蓄电池等各部分数学模型和整车各部分之间数据传递,在ADVISOR中建立了各部分的仿真模型;针对混合动力汽车的能量管理问题提出了电机辅助控制、动态转矩协调控制和基于发动机效率的模糊控制策略。控制策略的编程主体思想是从电池的SOC和发动机最佳转矩曲线两个因素出发:当SOC较高时,仅用电机驱动,避免发动机在低效区工作;当SOC适中时,让发动机转矩工作点尽可能多的工作在最佳转矩曲线上,以获得较高的经济性与较少的排放;当SOC较低时,发动机提供额外的转矩驱动电动机为电池充电;当汽车需求转矩很大时,发动机和发电机共同提供驱动力。将编写的电机辅助控制策略、动态转矩协调控制策略和基于发动机效率的模糊控制策略嵌入到ADVIOSR中,并将此三种控制策略分别在UDDS、VAIL2NREL和NREL2VAIL工况下运行,比较三种控制策略在不同工况下的汽车动力性、经济性和排放。仿真结果表明:由于电机辅助控制策略和动态转矩协调控制策略的发动机工作空间较大,发动机的工作转矩很难分布到其最佳扭矩范围内,从而导致了发动机的效率较低,燃油不充分,排放较差。模糊控制策略则是基于发动机的最佳扭矩曲线,这条曲线是根据发动机的最小油耗比而得到,它使发动机的转矩工作点基本上在最佳转矩曲线附近,发动机效率较高,使得汽车具有较好的经济性和排放。


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