【《混合动力汽车并联电机助力型控制策略分析》2100字】

混合动力汽车并联电机助力型控制策略研究目录TOC\o"1-3"\h\u198721.1并联电机助力型控制策略 1201151.1.1车辆需求转矩的确定 1270421.1.2发动机状态的划分 2302561.1.3蓄电池组状态的划分 2207421.1.4发动机与电机工作状态的确定 3127871.2并联电机助力控制策略二次开发 587181.1.1发动机最优工作曲线 591001.1.2控制策略修改 71.1并联电机助力型控制策略并联混合动力电机助力型控制策略是在分析发动机性能和各部件效率的基础上制定的，设计思路是降低传统发动机的功率，避免大马拉小车的现象，在混合动力汽车行驶过程中，将电动机作为灵活的被控部件，随行驶工况的变化配合发动机进行实时调控。电动机作为辅助驱动源，对发动机输出转矩起补充或消耗的作用，使动力总成的输出满足车辆的动力学要求，同时确保蓄电池组SOC保持在合理的范围内，最终使车辆实现良好的经济性和排放性能。1.1.1车辆需求转矩的确定车辆需求转矩是指车辆行驶时，由行驶工况决定的进入离合器的转矩，由发动机和电机提供。其值计算公式如式（1.1）所示。Treq=F其中Treq为车辆需求转矩，Ft为车辆在循环工况中运行所需驱动力，r为车轮半径，ig为变速器传动比，i0为主减速器传动比，ηt为传动系效率。车辆需求转矩实质上反映了汽车车轮的直接转矩需求，它的大小与汽车中发动机、电机的最大输出转矩有关，即与发动机、电机的工作外特性有关。1.1.2发动机状态的划分并联混合动力汽车运行模式主要由发动机与电机的工作状态决定，它们工作状态的确定取决于发动机的工作效率区间。发动机当前工作状态可以由发动机稳态效率MAP图确定，如图1.1所示，在该图中[6]，划分发动机工作状态的有两条曲线：发动机最大转矩曲线，即发动机外特性曲线和发动机最低转矩曲线。这两条曲线可以将发动机稳态效率MAP图划分为三个区间：电机单独工作区、发动机工作区/发动机带动电机发电区、功率辅助区。根据该图，控制策略会首先确定发动机、电机的工作状态，然后确定混合动力汽车驱动系统的工作模式。在车辆实际行驶过程中，控制策略会实时根据驾驶员需求转矩和以上条件来决定混合动力汽车的基本工作模式。如果蓄电池处于需要充电的状态，但实际行驶工况要求其放电，这时，控制策略为了保证车辆的动力性，仍会让蓄电池放电，通过电机提供转矩[11]。图1.1发动机的工作状态划分1.1.3蓄电池组状态的划分根据蓄电池组cs_hi_soc和cs_lo_soc可以将蓄电池状态分为三个部分，分别是高效区和两个低效区。如图1.2，当SOC值处于第一个低效区时，蓄电池组应处于充电状态，即并联混合动力能量控制策略让发动机提供整整车车驱动转矩的同时，带动电机发电对蓄电池组进行充电。当SOC值位于高效区内时，蓄电池的充电和放电的内阻都比较低，蓄电池主要工作在这一区间，蓄电池按照控制策略要求实时进行充电和放电；当SOC值处于第二个低效区时，蓄电池的充电内阻比较大，充电效率较低，这时蓄电池只会根据控制策略需要进行放电，不会进行充电[11]。图1.2蓄电池状态划分1.1.4发动机与电机工作状态的确定电机助力型控制策略中，发动机和电机的工作模式如下[4]：（1）当汽车需求转矩小于设定的发动机最低工作转矩时，由电机单独提供驱动转矩。（2）当汽车的需求转矩大于发动机最大工作转矩时，发动机工作在最大转矩上，多余的转矩由电机辅助提供。（3）当汽车的需求转矩处于发动机最大工作转矩和最小工作转矩之间时，发动机提供全部需求转矩。（4）当SOC值较低（SOC＜cs_lo_soc）时，发动机除提供需求转矩外，还会提供额外转矩驱动电机发电为蓄电池充电。附加充电转矩。Tcℎg=C其中C1=cs_ℎi_soc+cs_lo_socC2=cs_ℎi_soc−cs_lo_soc若需求转矩加上附加充电转矩过小，为保证发动机的工作效率，发动机输出转矩不应低于发动机最低转矩，发动机工作在最低转矩曲线上。（5）在再生制动情况下，制动力矩驱动电机为蓄电池充电。电机助力控制策略模块如图1.3，附加充电转矩模块如图1.4，最小转矩模块如图1.5。图1.3电机助力控制策略图1.4附加充电转矩模块图1.5最小转矩模块1.2并联电机助力控制策略二次开发1.1.1发动机最优工作曲线发动机最优工作转矩曲线为发动机最大效率线，发动机工作在最优工作线上可发挥发动机的最大效率，使车辆具有较好的燃油经济性。发动机最优工作转矩曲线如图1.3。图1.3最优转矩曲线得出发动机最优转矩曲线函数如下：flc_eff_map=zeros(size(fc_fuel_map));forf1=1:length(fc_map_spd)forf2=1:length(fc_map_trq)flc_eff_map(f1,f2)=(fc_map_spd(f1)*fc_spd_scale*fc_map_trq(f2)*fc_trq_scale)/(fc_fuel_map(f1,f2)*fc_fuel_lhv);%fc_fuel_lhv=41.6*1000endend[eff_value,eff_index]=max(flc_eff_map,[],2);clearflc_target;flc_target=fc_map_trq(eff_index);flc_size=size(flc_eff_map);fori=1:flc_size(1)ifflc_target(i)>fc_max_trq(i)flc_target(i)=fc_max_trq(i);endend1.1.2控制策略修改在发动机工作区间上加入最优工作转矩，发动机工作状态划分如图1.4图1.4修改后发动机状态划分发动机和电动机工作模式为：（1）当汽车需求转矩小于设定的发动机最小工作转矩时，由电机单独提供驱动转矩。（2）当汽车的需求转矩大于发动机最大工作转矩时，发动机工作在最大转矩上，多余的转矩由电机辅助提供。（3）当汽车的需求转矩处于发动机最大工作转矩和最小工作转矩之间时，发动机提供全部需求转矩。（4）当SOC值较低（SOC＜cs_lo_soc）时，发动机除提供需求转矩外，还会提供额外转矩驱动电机发电为蓄电池充电。附加充电转矩如式1.2。当需求转矩加上附加充电转矩小于发动机最优工作转矩时，为保证发动机最大工作效率，发动机工作在最优转矩曲线上。（5）在再生制动情况下，制动力矩驱动电机为