并聯(lián)式式混合動(dòng)力汽車(chē)的全速控制策略

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1、并聯(lián)式式混合動(dòng)力汽車(chē)的全速控制策略并聯(lián)式式混合動(dòng)力汽車(chē)的全速控制策略摘耍：并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)綜合了傳統(tǒng)汽車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)的優(yōu)點(diǎn),不僅具有低油耗、低排放等優(yōu)點(diǎn)，而且續(xù)駛里程不受限制，是目前最有希望替代傳統(tǒng)汽車(chē)的方案。因此，對(duì)混合動(dòng)力汽車(chē)關(guān)鍵技術(shù)的研究具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。利用瞬態(tài)優(yōu)化控制策略，通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)在不同功率進(jìn)行分配組合，來(lái)確定混合動(dòng)力系統(tǒng)最佳工作模式和工作點(diǎn)切換。本文利用混合動(dòng)力汽車(chē)的數(shù)學(xué)模型，在MATLAB/Simulink環(huán)境中建立了前向仿真模型，進(jìn)行整車(chē)控制策略的研究，并對(duì)全速范圍的運(yùn)行控制策略進(jìn)行了驗(yàn)證。關(guān)鍵詞：并聯(lián)式混

2、合動(dòng)力汽車(chē)MATLAB/Simulink全速范圍1引???并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)主耍市發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)/發(fā)電機(jī)、電池組、能量管理系統(tǒng)等部件組成，與串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)不同的是，發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)/發(fā)電機(jī)以機(jī)械能疊加的方式來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)，可以組合成不同的功率輸出模式。發(fā)動(dòng)機(jī)功率和電動(dòng)/發(fā)電機(jī)功率約為電動(dòng)汽車(chē)所需最大驅(qū)動(dòng)功率的50%?100%,其能量利用率高。因此，可以采用小功率的發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)/發(fā)電機(jī)，使得整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)的裝配尺寸、質(zhì)量都較小，造價(jià)也更低，行程也可以比串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的長(zhǎng)些，但布置結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)形式也多樣化，其特點(diǎn)更加接近內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)。并聯(lián)式

3、式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常應(yīng)用在小型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)上。因此，并聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)最適合在城市間道路和高速公路上行駛，工況穩(wěn)定，發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性和排放性都會(huì)有所改善，和混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)相比較而言結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格也容易被廣大消費(fèi)者接受，因此，在電池技術(shù)問(wèn)題沒(méi)有得到很好的解決的情況下，它有望在不久的將來(lái)成為汽車(chē)商業(yè)的主流產(chǎn)品。2并聯(lián)式式混合動(dòng)力汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)混合動(dòng)力汽車(chē)兼具傳統(tǒng)燃油汽車(chē)和純電動(dòng)汽車(chē)的優(yōu)點(diǎn)，是二者的完美結(jié)合，這個(gè)結(jié)合的紐帶就是混合動(dòng)力汽車(chē)的整車(chē)控制系統(tǒng)，整車(chē)控制系統(tǒng)的主要功能是進(jìn)行整車(chē)能量管理和混合動(dòng)力系統(tǒng)的控制。整車(chē)控制系統(tǒng)如同混合動(dòng)力汽車(chē)的大腦

4、，指揮各個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作，以達(dá)到效率、排放和動(dòng)力性的最優(yōu)，同吋兼顧行駛的平穩(wěn)性。整車(chē)控制系統(tǒng)根據(jù)駕駛員的操作，如加速踏板、制動(dòng)踏板、變速桿的操作等，判斷駕駛員的意圖，在滿(mǎn)足駕駛需求的前提下，最優(yōu)的分配電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、電池等動(dòng)力部件的功率輸出，實(shí)現(xiàn)能量的最優(yōu)管理，使有限的燃油發(fā)揮最大的功效。目前的混合動(dòng)力汽車(chē)都不需要外部充屯，因此，與傳統(tǒng)汽車(chē)一樣，混合動(dòng)力汽車(chē)的能量全部來(lái)自于發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料燃燒所釋放的熱能，電機(jī)驅(qū)動(dòng)所需的電能是燃料的熱能在車(chē)輛行駛中轉(zhuǎn)換為電能后儲(chǔ)存在蓄電池中的。能量管理策略的目標(biāo)，就是使燃料能量轉(zhuǎn)換效率盡可能高。燃油能量轉(zhuǎn)換效率是指燃油所

5、含的化學(xué)能通過(guò)動(dòng)力裝置、儲(chǔ)能裝置和傳動(dòng)系，最終轉(zhuǎn)變?yōu)轵?qū)動(dòng)車(chē)輪的機(jī)械能的百分比。整車(chē)能量管理必須通過(guò)有效地控制混合動(dòng)力系統(tǒng)的工作才能實(shí)現(xiàn)，此外，能量管理還需考慮其它車(chē)載電氣附件和機(jī)械附件的能量消耗，主要的如空調(diào)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向、制動(dòng)助力等系統(tǒng)的能耗，以通盤(pán)考慮整車(chē)的能量使用。3仿真結(jié)果圖1為基于MATLAB/simulink的并聯(lián)式型混合電動(dòng)汽車(chē)仿真模型,電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)兩種不同驅(qū)動(dòng)的合理控制，來(lái)提高整車(chē)的效率和減少對(duì)環(huán)境的污染。電動(dòng)運(yùn)行基木不會(huì)排放污染物質(zhì)，并且在低速情況有較高的并聯(lián)式型混合動(dòng)力汽車(chē)主要包括以下兒部分：電氣部分，星形齒輪部分，發(fā)動(dòng)機(jī)部分，不

6、體部分。其中電氣部分由電動(dòng)機(jī)，發(fā)電機(jī)，電池和DC/DC變換器組成。由圖2可以發(fā)現(xiàn)，電動(dòng)機(jī)為內(nèi)置式永磁同步電機(jī)，額定功率為50KW,弱磁運(yùn)彳亍狀態(tài)最高轉(zhuǎn)速可達(dá)6000rpm；發(fā)屯機(jī)的功率為30KW,最高轉(zhuǎn)速可以達(dá)到13000rpm；鐮氫電池的續(xù)航能力為6?5小時(shí),最大輸出功率21KWo發(fā)動(dòng)機(jī)部分作為整車(chē)的動(dòng)力來(lái)源，最大功率為57KW,最高轉(zhuǎn)速能達(dá)到6000rpmo在控制系統(tǒng)中取決于汽車(chē)需要的速度和轉(zhuǎn)矩。圖2-3是并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)一個(gè)完整的運(yùn)行過(guò)程：加速、巡航、能量回饋制動(dòng)。4結(jié)論本文詳細(xì)描述了并聯(lián)式型混合動(dòng)力汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，并以高效率和節(jié)能為冃標(biāo)，

7、對(duì)全速范圍運(yùn)行進(jìn)行了仿真，并給出相關(guān)仿真結(jié)果,表明該控制策略能實(shí)現(xiàn)汽車(chē)全速范圍的高效率運(yùn)行與較快的瞬態(tài)和應(yīng)。參考文獻(xiàn)[1]歐健，張勇，陳寶，鄧國(guó)紅，張志遠(yuǎn)?混合動(dòng)力汽車(chē)控制策略研究進(jìn)展.重慶工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)).2008,22(2)：10-15[2]舒紅，秦大同，胡建軍.混合動(dòng)力汽車(chē)控制策略研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì).重慶大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2001,24(6)：28-31[3]楊宏亮，陳全世?混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)控制策略研究綜述.公路交通科技.2002,19(1)：103-107[4]張嘉君，吳志新，喬維高?混合動(dòng)力汽車(chē)整車(chē)控制策略研究?客車(chē)技術(shù)與研

8、究.2007：8-11[5]殷承良，浦金歡，張建武.并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)的模糊轉(zhuǎn)矩控制策略[J]?上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2006