混合动力汽车控制策略研究

世界汽车工业可持续发展所面临的两大难题:一是环境污染,二是石油资源匮乏。混合动力汽车采用内燃机和电动机作为动力源,已经成为国际公认的解决这两大难题的有效方法。它的整车控制策略开发和混合动力单元的控制技术,是混合动力汽车的核心技术,因而本文将该项技术作为研究方向,包括如下三个方面的研究内容: 1、以某型并联混合动力电动汽车为研究对象,对电动汽车仿真软件ADVISOR的电池荷电状态SOC校正、燃油经济性计算、整车动力性能计算和排放指标估算等功能进行研究。在ADVISOR基础上建立该车型的混合动力汽车仿真分析平台,为离线仿真打下基础: 2、混合动力汽车主要依靠能量管理提高燃油经济性和减少污染物排放。本文在系统地研究并联混合动力总成的控制策略的基础上,提出了一种基于模糊逻辑和PID控制的混合能量控制策略,通过模糊逻辑控制器对引擎和电机的期望转矩进行分配,借助电量持续策略实现整个循环工况电池荷电状态SOC平衡。为了验证能量控制策略的有效性,基于ADVISOR仿真环境对混合动力汽车控制策略进行了仿真分析。仿真和实验结果表明,该策略对提高混合动力汽车的动力性和燃油经济性、改善排放有明显的作用。 3、在对发动机分析的基础上,给出了描述发动机各主要子系统动态特性的数学方程,并根据这些方程在MATLAB/SIMULINK环境下建立了混合动力汽车发动机非线性仿真模型。根据简化的发动机模型,设计出一种新型的混合动力单元反演滑模控制器。仿真结果表明,发动机的转速控制效果得到了显著的提高,特别是在克服扰动(负荷变化)方面效果明显。 总之,本文的研究具有一定的系统性,这将加快混合动力汽车的控制策略的研究进程。另外,限于实验等各方面条件的限制,本文对并联混合动力控制策略等问题只进行了理论上的探讨,未能深入研究并联混合动力总成控制器的实际开发过程,这方面的研究应该进一步深入下去。