轻度混合控制策略下混合动力电动汽车能量优化与仿真_邓元望VIP免费

第21卷第6期2008年11月中国公路学报ChinaJournalofHighwayandTransportVol.21No.6Nov.2008文章编号:1001-7372(2008)06-0114-07收稿日期:2008-03-12基金项目:湖南省/十五0科技计划重大专项项目(02GKY1003);湖南省自然科学基金重点项目(06JJ20018)作者简介:邓元望(1968-),男,湖南安化人,副教授,工学博士,博士后,E-mail:dengyuanwang610@126.com。轻度混合控制策略下混合动力电动汽车能量优化与仿真邓元望1,龚金科1,王耀南2(1.湖南大学先进动力总成技术研究中心,湖南长沙410082;2.湖南大学电气与信息工程学院,湖南长沙410082)摘要:为了优化轻度混合控制策略下的CFA6470混合动力电动汽车能量总成控制系统,设计了能量总成控制器,并将其分成5个模块;分析了节气门开启角与车辆行驶挡位的优化方法,轻度混合时的能量分配策略;提出了基于能量守恒原理的电池组荷电状态估计方法,并根据ECE-EUDC工况,在2种不同的期望车速下对设计的控制系统进行了仿真。仿真结果表明:在发动机的期望工况下,所设计的能量总成控制系统能够实现能量在发动机、驱动电机以及电池组之间的合理分配,电池组的荷电状态变化规律与车辆行驶状态相符合。关键词:汽车工程;混合动力电动汽车;仿真;能量总成控制系统;轻度混合控制策略中图分类号:U469.72文献标志码:AEnergyOptimizationandSimulationofHEVUsingMildHybridControlStrategyDENGYuan-wang1,GONGJin-ke1,WANGYao-nan2(1.ResearchCenterforAdvancedPowertrainTechnology,HunanUniversity,Changsha410082,Hunan,China;2.SchoolofElectricalandInformationEngineering,HunanUniversity,Changsha410082,Hunan,China)Abstract:InordertooptimizetheenergyassemblycontrolsystemofCFA6470hybridelectricvehicle(HEV)usingthemildhybridcontrolstrategywasstudied.Theenergycontrollerwasdesignedandwasdividedintofivemodules,andoptimalmethodsofthethrottleangleandvehicleshiftaswellastheenergyassignmentstrategywerestudiedtoo.Themethoddecidingthestateofchargeofthebatterypackwaspresentedwiththeenergyconservationprinciple.AccordingtoECE-EUDCcycles,simulationsweredoneforthesystemwithtwodifferentanticipantvehiclespeeds.TheresultsindicatethatintheCFA6470HEV,whentheengineoperateswiththedemandedcycles,theenergycanbeassignedasthescheduledgoalamongengine,motorandbatterypackaccordingtothemildhybridcontrolstrategyandthestateofchargeofbatterypackissamechangedwiththevehiclerunningstate.Keywords:automotiveengineering;hybridelectricvehicle;simulation;energyassemblycontrolsystem;mildhybridcontrolstrategy0引言并联式混合动力电动汽车包括发动机和驱动电机2套驱动系统,车辆行驶过程中所需的功率是由这两者单独或共同承担的,因此研究发动机和驱动电机之间的能量分配策略,并应用能量总成控制系统进行控制是十分必要的[1-5]。在能量分配过程中,根据车辆的设计要求,出现了发动机与驱动电机全混合、轻度混合等控制方式[6]。在能量总成控制系统的设计中,基于系统层次的控制器结构设计方法将系统分解为驾驶员、发动机、电机以及电池组等控制单元,整个控制系统结构复杂[7];驱动系统工作过程的优化方法则考虑到车辆动力系统的动态建模过程方程数目多,求解困难,从而增加了实时控制的难度[8]。基于电池组电压、电流和内阻等的电池组荷电状态估计模型主要集中在应用传统的方法上,但由于影响因素多、车辆工况复杂,该模型的预测精度还需要进一步提高[9-15]。基于这些原因,本文中笔者研究了CFA6470混合动力电动汽车(以下简称为CFA6470HEV)的能量总成控制系统,包括控制系统的设计、控制策略的确定以及能量优化与系统仿真。1能量总成控制系统的设计及优化CFA6470HEV是在CFA6470G经济型越野车基础上研制成功的,采用分路式并联混合驱动系统方案,发动机通过变速箱驱动后轮,驱动电机通过减速器驱动前轮。发动机和驱动电机既可以单独为车辆提供动力,也可以共同为车辆提供动力,驱动电机还可以在车辆制动时回收制动能量[16]。1.1能量总成控制系统设计根...