ISG混合動(dòng)力汽車能量管理策略仿真研究

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1、第4期(總第195期)車用發(fā)動(dòng)機(jī)No．4(SerialNo．195)2011年8月VEHICLEENGINEAug．2011ISG混合動(dòng)力汽車能量管理策略仿真研究沈成宇，周文華，鄭朝武(浙江大學(xué)能源X-程學(xué)系，浙江杭州310027)摘要：在Matlab／Simulink仿真平臺上建立了混合動(dòng)力整車能量管理單元(HCu)模型，并與AMESim共同建立ISG混合動(dòng)力汽車模型進(jìn)行仿真計(jì)算，通過LabCarXT硬件在環(huán)測試驗(yàn)證了能量管理策略的有效性。仿真結(jié)果表明，能量管理策略綜合考慮了駕駛員的需求以及混合動(dòng)力汽車中多個(gè)部件的特

2、性，是一種能量的優(yōu)化管理方法，達(dá)到了提高ISG混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)效率的目的。關(guān)鍵詞：混合動(dòng)力；能量管理；控制策略；仿真中圖分類號：TK412．3文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號：1001-2222(2011)04—0043-05作為新一代清潔能源汽車之一的混合動(dòng)力汽車DC／DC轉(zhuǎn)換器。ISG電動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸輸出(HEV)具有低污染、低油耗等特點(diǎn)，在環(huán)境污染日端直接相連，并且ISG轉(zhuǎn)子要與曲軸固結(jié)，這種結(jié)益嚴(yán)重、石油資源日益緊張的外部環(huán)境下，HEV已構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)快速起動(dòng)等功能，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡單，成為汽車技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。

3、混合動(dòng)力汽車對原機(jī)改動(dòng)較小，成本相對較低。的分類方式多種多樣，根據(jù)系統(tǒng)中兩種動(dòng)力源的關(guān)系可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式、混聯(lián)式，根據(jù)基于任務(wù)的分類方法，又可將混合動(dòng)力汽車分為輕度混合型、功率混合型和能量混合型車口]。ISG(IntegrateStarterGenerator)混合動(dòng)力系統(tǒng)是一種輕度混合動(dòng)力系統(tǒng)，混合程度小、電機(jī)功率低，它只需要對內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行部分改造，比較容易在現(xiàn)有傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車尤其是轎車上實(shí)現(xiàn)。圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖在ISG混合動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，整車能量管理策2能量管理策略略是核心，是提高混合動(dòng)力汽車動(dòng)力系統(tǒng)效率的關(guān)鍵，其

4、優(yōu)劣直接影響混合動(dòng)力汽車的駕駛性、動(dòng)力性能量管理策略大體上可以分為基于簡單規(guī)則的及經(jīng)濟(jì)性。本研究建立了基于簡單規(guī)則的能量管理穩(wěn)態(tài)能量管理策略、基于優(yōu)化算法的動(dòng)態(tài)能量管理策略，使用Matlab建立混合動(dòng)力整車控制單元策略和基于模糊控制的智能型能量管理策略三(Hybrid-VehicleControlUnit，HCU)模型，然后與類[3]。由于成本等因素，基于優(yōu)化算法的動(dòng)態(tài)能量AMESim建立聯(lián)合仿真模型，通過仿真對策略進(jìn)行管理策略還不能在實(shí)際混合動(dòng)力汽車上推廣應(yīng)用。調(diào)試，最終通過LabCar硬件在環(huán)測試驗(yàn)證能量管模糊控制

5、已被證明是一種很好的控制技術(shù)，在混合理策略的正確性以及有效性。動(dòng)力汽車領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景?；谝?guī)則的穩(wěn)1ISG混合動(dòng)力系統(tǒng)架構(gòu)態(tài)能量管理策略方法簡單有效，也是模糊邏輯控制方法的基礎(chǔ)，在實(shí)際中應(yīng)用廣泛，本研究提出的能量ISG混合動(dòng)力汽車動(dòng)力單元主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)、管理策略即屬于該類型的控制策略。起動(dòng)電機(jī)(Starter)、ISG電機(jī)、混合動(dòng)力整車控制單2．1基于簡單規(guī)則的能量管理策略元HCU、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)等，系統(tǒng)簡圖見圖1。電機(jī)基于簡單規(guī)則的能量管理策略是通過設(shè)定一組采用永磁同步電機(jī)，帶有電機(jī)控制系統(tǒng)、逆變器以及參數(shù)，使

6、發(fā)動(dòng)機(jī)工作在一定的區(qū)域內(nèi)，并根據(jù)預(yù)先設(shè)收稿日期：2011-03—02；修回日期：2011-05—19作者簡介：沈成宇(1987～)，男，碩士，主要研究方向?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)電子控制；shency@zju．edu．Cno車用發(fā)動(dòng)機(jī)2011年第4期定好的規(guī)則及各工作模式的邊界條件，由HCU進(jìn)行1塊144V的高功率大電池供ISG使用，本研究所判斷及選擇，從而使ISG混合動(dòng)力系統(tǒng)正常工作。提的電池荷電狀態(tài)SOC指的就是鎳氫電池的混合動(dòng)力汽車整車控制單元HCU通過CANSOC。在整車起動(dòng)時(shí)，當(dāng)soc>~SOCmin時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)總線從其他車載

7、控制器(如ECU，BCM等)和傳感由ISG電機(jī)起動(dòng)，當(dāng)SOC

8、ehicle一0，Gear=0，Clutch=1。動(dòng)／鑄發(fā)電L二自動(dòng)起動(dòng)條件：n—Engine一0，VVehicle一0，慧離合器指令L—=二Clutch=0。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速工況時(shí)，若SOC~SOCmax，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出充電扭矩，若SOC≥SOCmax，則發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)。當(dāng)v_Vehicle=0且n—Engine一0時(shí)，此時(shí)要起圖2混合