关键词：混合动力汽车;;能量管理策略;;基于规则;;等效燃油消耗最小策略;;等效因子;;硬件在环
摘 要：功率分流式混合动力汽车(Power-split HEV)兼顾了串联式混合动力汽车(Serial HEV)和并联式混合动力汽车(Parallel HEV)的优点,在改善燃油经济性方面具有很大的潜力。但由于功率分流式混合动力汽车复杂的结构特点,其能量管理策略将会更加显著地影响整车的动力性和燃油经济性。本文以一种双模功率分流混合动力车型为研究对象,对其动力总成结构进行了分析,并建立了整车模型。在此基础上,分别开发了基于规则(Rule-based)和基于等效燃油消耗最小(ECMS)的能量管理策略,并对两种控制策略进行了仿真和试验验证。首先,开发了基于发动机最优规则的逻辑门限能量管理策略。根据发动机的有效燃油消耗率将发动机转速划分为低、中、高三个区间,同时结合发动机的最优工作曲线,并利用电机分别对发动机的转速和转矩进行调节和补偿,从而使得发动机始终运行在其最优工作曲线附近。在Simulink环境中对该控制策略进行开发,并根据AMESim中建立的整车模型及Simulink/AMESim联合仿真对该控制策略进行验证。然后,开发了基于等效燃油消耗最小(ECMS)的能量管理策略。对ECMS策略中的等效因子进行了研究,根据电池电量消耗与补偿的均衡关系从功率流的角度推导了其计算公式、确定了其参考值,并结合实际行驶工况,依据电池电量的变化,对等效因子作了适应性调整。此外还采用了PI控制对等效因子的实时调整进行了研究。最后,基于PT-LABCAR建立了硬件在环仿真系统,并对ECMS控制策略进行试验验证。通过与基于规则的控制策略仿真结果的对比分析表明,ECMS策略研究中所提出的等效因子设计方法能够有效的将电池SOC维持在目标值,同时具备更加优异的燃油经济性。
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