混合动力汽车动力系统的节能与控制



混合动力汽车动力系统的节能与控制

包括柴油机在内的所有燃油发动机中，提高燃料效率和减少排放是两项首要任务。开发了混合动力系统，其控制策略的约束条件为：①最大限度地降低油耗，同时满足低排放的要求；②保持或提高发动机的工作效率；③防止储能装置能量过多消耗，保持电池SOC在可接受范围内。

研究了带有集成起动发电机（ISG）的轻度混合动力汽车（HEV），使用平行辅助控制策略并在Simulink中进行模拟试验，结果表明，HEV可以降低燃油消耗。研究丰田插电式混合动力汽车所使用的两种控制算法：随机动态规划和等效最小消耗策略，在开发实时能量管理策略时使用最优鲁棒控制。其主要思想是当车辆运行的方向与所施加的力或力矩的方向相反时就可以进行能量的再回收，存储在储能装置中以备后续使用。实时控制的难点是,在不耗尽储能装置内能量和发动机不失速情况下，如何平衡来自于发动机和存储设备的电力需求。开发了一种基于控制算法的策略，可以根据工作循环的不同而相应地做出调整。

对使用嵌入式控制的混合动力系统与传统的小型发动机在节油方面进行对比。结果显示，混合动力系统可维持机器效率在可接受的范围内，7L发动机混合动力系统在模拟循环周期内燃料消耗相比原型机减少20%～27%；9L发动机混合动力系统在模拟周期内燃料消耗相比原型机减少6%～7%。

Mohamed H. Zaher et al. SAE 2013-01-2395.

编译：张冬冬