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基于工况分析的插电式混合动力汽车控制系统研究

郭孟玉  
【摘要】:论文以某国产汽车为参考车型,基于一种新型混合动力变速器,将原车型改制为插电式混合动力汽车,以改善其燃油经济性为目标,围绕等效燃油消耗最小控制策略展开研究。主要的研究内容包括:基于新型混合动力系统完成了整车动力性匹配,确定了电机、发动机和电池的参数;应用ADVISIOR软件完成了新型混合动力系统建模。选定了十六种标准循环工况样本,利用主成分分析法与K均值聚类法,完成了对典型工况的分类,提出了相应的工况识别方法;对于选取的五种征工况,应用等效燃油消耗最小(ECMS)算法得到了相应的充放电等效系数与电量及等效燃油消耗的变化关系图,确定了五种表征工况下不同放电规格对应的充放电等效系数;实现了基于工况识别的具有四种工作模式的等效燃油消耗最小控制算法(A-ECMS),其中四种工作模式分别为电量保持模式、浅充浅放模式、深度放电模式和电动模式。应用A-ECMS控制策略在NEDC工况、CLTC-P工况和PH组合工况下进行了混合动力系统性能仿真分析。NEDC仿真结果表明,在电量保持模式,新型混合动力系统百公里油耗为5.53升,满足国家新能源双积分政策经济性要求;相比于传统汽车燃油经济性提升25.6%;相比于电机助力控制策略燃油经济性提15%;相比于定参数等效燃油消耗最小控制燃油经济性提升1.7%;相比于DP算法差3.8%。CLTC-P工况下仿真结果表明,A-ECMS控制策略电量保持模式的百公里油耗为5.3升;相比于传统燃油汽车节油29.3%;相比于电机助力控制策略节油16%;DP算法相比于A-ECMS控制节油1.1%。PH工况仿真结果表明,电量保持模式百公里等效油耗为6.53升,相比于传统汽车燃油经济性提升24.07%;相比于电机助力控制策略燃油经济性提升13%;相比于定参数ECMS控制策略提升6%,燃油经济性明显提升,说明了工况识别与ECMS相结合的必要性;相比于DP电量保持模式差0.31%。浅充浅放模式百公里等效油耗为6.59升,相比于传统汽车燃油经济性提升23.37%;相比于电机助力策略燃油经济性提升12%;相比于DP算法电量保持模式燃油经济性差1.2%。深度放电模式,百公里实际油耗为5.53升,相比于传统汽车提升35.7%;相比于电机助力策略提升26.3%;相比于DP算法深度放电模式燃油经济性差1.8%。


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