基于成本分析的PHEV参数匹配及其控制策略研究

近年来,随着汽车保有量的不断增加,能源危机和环境问题日益突出,插电式混合动力汽车(Plug-in hybrid electric vehicle,简称PHEV)作为一种新型的节能环保车型应运而生。与传统车相比,PHEV主要增加了电池、电机等动力部件,随之而来的制造成本也在很大程度上限制了其发展进程。另一方面,如何充分利用廉价的电能更好的发挥出PHEV的节能效果,降低其使用成本也成为影响其市场化的关键因素。而参数匹配和控制策略作为PHEV整车开发的两项关键技术,与动力部件的制造成本和整车使用成本密切相关。为了充分发挥PHEV的节能潜力,扩大其市场化影响力,本文基于PHEV制造成本和使用成本进行分析,对整车参数匹配方案和控制策略展开研究。首先,本文以单轴并联构型的PHEV为研究对象,确定了考虑动力部件制造成本、质量函数和整车使用成本的动力总成优化设计方法,并针对不同纯电动续驶里程设计要求的PHEV动力总成参数匹配方案进行了研究。然后,基于Simulink软件搭建了PHEV整车仿真模型,利用动态规划全局优化算法对能量管理控制参数的一般变化规律进行了分析。为了保证所开发整车控制算法的实时性和有效性,并进一步优化整车使用成本,本文还结合上述控制参数的变化规律和发动机、电机等控制参数开发出考虑未来行驶距离的PHEV模糊逻辑控制策略。最后,将PHEV整车Cruise模型和控制策略Simulink模型进行联合仿真,验证了参数匹配和控制策略是否满足设计要求,并针对“电量消耗-电量维持”控制策略、模糊控制策略和动态规划算法三种控制方案的仿真结果进行了对比分析。本文所开发的基于成本分析的PHEV参数匹配及控制策略方案对于改善PHEV的节能效果,降低整车成本,具有很好的优化效果。