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河北农业大学学报

驱动或者各自单独驱动(见图2)

。

第30卷

　　混合动力汽车的控制策略优化是混合动力电动汽车的关键技术,可以有效提高电动汽车的燃油经济性、排放性能和动力性。混合动力车按驱动系结构可分为串联式混合动力汽车SHEV(SeriesHybridElectricVehicle),并联式混合动力汽车PHEV(Par2allelHybridElectricVehicle),混联式混合动力汽车PSHEV

[1-2]

。本研究对这几种结构的控制策略进

HWFET循

行了分析,并在CYCNEDC和CYC

图2　并联式混合动力汽车示意图

Fig.2　StructureofPHEV

环工况下,通过仿真分析比较了分别采用电力辅助控制、自适应控制、遗传实时控制3种不同控制策略的车辆性能。

并联式混合动力汽车的发动机通过机械传动机构直接驱动汽车,其能量的利用率相对较高,燃油经济性一般比串联的要高;发动机的运行工况要受到汽车行驶工况的影响,排放比串联驱动的要差;系统可采用小功率的发动机与电动机,使得整车动力总成尺寸小,质量也较轻;该布置形式适于路况简单的城市间公路及高速公路行驶的车辆。当汽车进入市区行驶时,关闭发动机,;当汽车在市,,。2.1　并联电力辅助控

1　SHEV结构及控制分析

SHEV由发动机、发电机和驱动电机3大动力

总成串联组成驱动系统,如图1所示

。

,电机和电池提供

图1SHEV

峰值功率。当发动机功率不足时,电机作为一种辅助动力来工作,利用电机提供额外的功率支持,并且要保持电池SOC处于允许的工作范围内。具体的工作方式是:当车速低于某一数值时,电机提供全部的驱动转矩;当发动机在给定的速度上运行效率很低时,发动机停止运行,电机提供驱动转矩;如果所需转矩高于当前发动机转速下发动机所能提供的最大转矩时,电机提供额外的驱动转矩;制动能量回收,电机将制动能转换为电能给电池充电;当电池SOC较低时,发动机此时的输出转矩高于驱动转

SHEV,发

动机工况可以避免受到道路阻力的影响,因而发动机能固定在最高效率和较低排放状态工作,结构布置比较简单;由电动机驱动,可以方便地实现制动能量回收;动力总成的功率较大,外形和质量都较大,能量转换次数多,效率低,该布置形式更适合路况复杂的城市公路行驶的车辆。串联型混合动力汽车发动机能够相对独立于汽车的行驶工况工作,因此控制策略的主要目标是使发动机在最佳效率区和排放区工作。此外,还必须考虑合并在一起的电池、电传动系统、发动机和发电机的总体效率。串联混合动力汽车的逻辑门限值控制策略有两种不同的控制模式,恒温器控制策略和功率跟随控制模式。

矩,发动机将提供额外的转矩给电机,电机再给电池充电。

2.2.2　并联式混合动力的自适应式控制策略　自

适应控制策略(Adaptivecontrolstrategy)同时考虑了整车的燃油经济性和排放性能。在有效操作转矩范围内,ACS优化了燃油消耗量HC,CO,NOx。它具有以下特征:发动机、排气系统、电机和电池的瞬时效率都在整体优化的范围内;可根据驾驶情况自动调整发动机、电机、电池温度和可获得的再生制动能;燃油经济性和排放的目标由用户设定;对于每一个操作点ACS会对发动机和电机转矩组合进行考察,进而确定最优运行点;通过最小化影响函数来评

2　PHEV结构及控制分析

2.1　并联式混合动力汽车驱动系统结构特点

PHEV是由发动机、电动机2大动力总成采用

并联的方式组成的驱动系统

[3]

。与串联动力系统布

置不同的是,并联式布置保留了发动机和后续传动系统的机械连接,汽车可以由发动机和电动机共同