混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)模式切換協(xié)調(diào)控制策略研究.pdf

1、日漸匱乏的能源和日益污染的環(huán)境是限制傳統(tǒng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的最大原因，而純電動(dòng)汽車(chē)的諸多瓶頸使其短期內(nèi)得不到普及推廣，因此油電混合動(dòng)力汽車(chē)（HEV）的發(fā)展成為當(dāng)前新能源汽車(chē)的主流。能量管理控制策略（Energy management strategy, EMS）是混合動(dòng)力汽車(chē)(Hybrid Electric Vehicle, HEV)能夠節(jié)能減排的關(guān)鍵技術(shù)，其中，模式切換協(xié)調(diào)控制實(shí)現(xiàn)了HEV能夠在多個(gè)動(dòng)力源之間進(jìn)行有效地分配和優(yōu)化車(chē)輛行駛

2、效率。在車(chē)輛模式切換過(guò)程中，對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)部件的協(xié)調(diào)控制，能夠明顯優(yōu)化汽車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中的平穩(wěn)性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性能。所以，模式切換協(xié)調(diào)控制研究對(duì)大力發(fā)展HEV產(chǎn)業(yè)具有重要現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文以贛州市某新能源汽車(chē)公司的一款混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)為研究對(duì)象，在汽車(chē)行駛切換至有發(fā)動(dòng)機(jī)參與的工作模式時(shí)，設(shè)計(jì)出一套電動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩的優(yōu)化控制策略，使發(fā)動(dòng)機(jī)盡可能工作在高效率區(qū)。該策略在車(chē)輛所需轉(zhuǎn)矩較小的情況下關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，而在所需轉(zhuǎn)矩較大時(shí)，使

3、發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在高效率區(qū)，車(chē)輛所需轉(zhuǎn)矩之間和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩之間的差值由電動(dòng)機(jī)提供，從而使得HEV在行駛過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)間盡可能少，工作區(qū)間控制在高效范圍內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)了整車(chē)的能量分配優(yōu)化，提升車(chē)輛的駕駛性能。而發(fā)動(dòng)機(jī)作為內(nèi)燃機(jī)，是有害氣體排放的主要來(lái)源，這同時(shí)也使得汽車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中的燃油消耗和尾氣排放大大降低。全文研究?jī)?nèi)容有：
　　介紹了本文研究背景和意義；研究分析串聯(lián)式（SHEV）、并聯(lián)式(PHEV)以及混聯(lián)式(PSHEV)這三類(lèi)不同H

4、EV的動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，得出各自的特點(diǎn)。重點(diǎn)闡述了混聯(lián)式HEV的行駛狀態(tài)模式和各自對(duì)應(yīng)的能量控制策略。
　　本文搭建了混聯(lián)式HEV各個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)部件的數(shù)學(xué)建模。通過(guò)分析對(duì)比理論建模法與試驗(yàn)建模法的優(yōu)缺點(diǎn)，最終選用了結(jié)合這兩種方法的發(fā)動(dòng)機(jī)平均值模型。該模型包含有3個(gè)子模型，分別為：①空氣模型；②油膜模型；③動(dòng)力模型。同時(shí)，本文通過(guò)分析各動(dòng)力部件的結(jié)構(gòu)，根據(jù)力學(xué)原理，分別建立了整車(chē)動(dòng)力學(xué)、離合器、電動(dòng)機(jī)等一系列模型，并通過(guò)仿真試驗(yàn)，分析得到

5、的數(shù)據(jù)來(lái)判斷所搭建的模型是否具有準(zhǔn)確性和實(shí)用性，為后文的整車(chē)性能仿真試驗(yàn)和模式切換協(xié)調(diào)控制策略優(yōu)化提供模型基礎(chǔ)。
　　本文以邏輯門(mén)限控制規(guī)則（①部件工作狀態(tài)控制規(guī)則；②驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩分配規(guī)則；③再生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩規(guī)則）為基礎(chǔ)，優(yōu)化出一套適用于PSHEV的模式切換協(xié)調(diào)控制策略。把在MATLAB/SIMULINK中搭建的控制策略模型和在AVL-Cruise軟件中搭建的車(chē)輛模型相互嵌套，并通過(guò)聯(lián)合仿真，驗(yàn)證所制定的模式切換控制策略具有有效性和合理性