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串联式Plug-in混合动力汽车能量管理控制策略研究

祝毅  
【摘要】: 可外接插电式混合动力汽车(Plug-in hybrid electric vehicle),简称PHEV,是一种具有两种运行模式的油电混合动力汽车。在充满电的情况下使用纯电动模式,该模式可以满足上班族日常上下班的需求而不消耗燃油。而在长途旅行时,混合模式则会在电池荷电状态(SOC)到较低水平时自动运行。作为今后混合动力汽车的发展方向,Plug-in混合动力汽车由于其节能、环保、实用性强的特点拥有广阔的市场前景。能量管理控制策略直接决定了汽车的运行模式以及能量输出,是Plug-in混合动力汽车的核心部分。 本文通过对比串联、并联以及混联三种驱动方案的优缺点,选择串联式作为该款Plug-in混合动力汽车的结构型式并按照动力性能要求对其动力系统进行了匹配;制定了Plug-in混合动力汽车的能量分配控制策略,在纯电动模式中,由电池提供需求功率,发动机不工作,而在混合模式中,通过对效率的计算,划分了发动机以及电池的工作区域,并针对不同的区域,制定了不同的控制算法,建立了整车模型;以总能量消耗作为优化目标对Plug-in混合动力汽车的SOC门限值等参数进行了优化;运用现代控制系统的开发方法,以单片机作为控制器,dSPACE作为被控对象对能量管理控制策略进行了硬件在环仿真实验。 仿真结果表明制定的能量分配控制策略能够较好的表现出Plug-in混合动力汽车的运行特性。通过优化设计,能量消耗得到了降低。硬件在环仿真实验果表明,单片机作为控制器的实时性基本满足要求并对优化结果进行了验证。论文最后总结归纳了本课题研究的结论和创新点,对进一步研究和探讨提出了展望。


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