混聯(lián)式混合動力汽車模式切換協(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)汽車產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的最大原因，而純電動汽車的諸多瓶頸使其短期內(nèi)得不到普及推廣，因此油電混合動力汽車（HEV）的發(fā)展成為當(dāng)前新能源汽車的主流。能量管理控制策略（Energy management strategy, EMS）是混合動力汽車(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)控制實現(xiàn)了HEV能夠在多個動力源之間進(jìn)行有效地分配和優(yōu)化車輛行駛

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

3、發(fā)動機(jī)運行在高效率區(qū)，車輛所需轉(zhuǎn)矩之間和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩之間的差值由電動機(jī)提供，從而使得HEV在行駛過程中發(fā)動機(jī)工作時間盡可能少，工作區(qū)間控制在高效范圍內(nèi)，從而實現(xiàn)了整車的能量分配優(yōu)化，提升車輛的駕駛性能。而發(fā)動機(jī)作為內(nèi)燃機(jī)，是有害氣體排放的主要來源，這同時也使得汽車在運行過程中的燃油消耗和尾氣排放大大降低。全文研究內(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)這三類不同H

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

5、的數(shù)據(jù)來判斷所搭建的模型是否具有準(zhǔn)確性和實用性，為后文的整車性能仿真試驗和模式切換協(xié)調(diào)控制策略優(yōu)化提供模型基礎(chǔ)。
　　本文以邏輯門限控制規(guī)則（①部件工作狀態(tài)控制規(guī)則；②驅(qū)動轉(zhuǎn)矩分配規(guī)則；③再生制動轉(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軟件中搭建的車輛模型相互嵌套，并通過聯(lián)合仿真，驗證所制定的模式切換控制策略具有有效性和合理性