混合动力汽车控制策略.pptx
最新版混合动力电动汽车技术精品课件第4章 混合动力汽车能量管理控制策略
1.发动机的开关控制子程序
1)T>0或n>nidel。
2)n>neidle或eidle=1。 3)n> 或 SOC<SOClo。 4)SOC<SOClo 或 T>Teoff=feoff×Tmax。
1.发动机的开关控制子程序
图4-6 发动机开关控制 子程序输入和输出信号
1)T>0或n>nidel。
2)混合动力总成各个动力元件的动力输出必须可控。 3)混合动力总成控制系统必须根据踏板开度信号和动力元件的 反馈信号，计算各个动力元件的工作状态和动力输出要求，输 出控制指令给动力元件的控制单元。
1)混合动力总成必须按照驾驶人意图输出驱动或制动转矩。
2)混合动力总成各个动力元件的动力输出必须可控。
11OZ3
主编
第4章 混合动力汽车能量管理控制策略
第4章 混合动力汽车能量管理控制策略
4.1 混合动力总成的控制策略
4.2 混合动力总成控制系统的结构方案设计 4.3 转矩输出指令子程序 4.4 并联混合动力总成的控制算法 4.5 串联混合动力总成的控制算法 4.6 混联混合动力总成的控制算法 4.7 控制策略的优化算法
3)混合动力总成控制系统必须根据踏板开度信号和动力元件的 反馈信号，计算各个动力元件的工作状态和动力输出要求，输 出控制指令给动力元件的控制单元。
2.混合动力总成控制系统的硬件结构方案
图4-1
并联混合动力总成控制系统的硬件结构框图
2.混合动力总成控制系统的硬件结构方案
图4-2
串联混合动力总成控制系统的硬件结构框图
4.2.2 控制系统软件的结构方案设计
1.并联系统控制软件的功能要求
2.串联系统控制软件的功能要求 3.控制软件的结构方案
混合动力汽车能量控制策略
这种策略从静态条件下的发动机万有特性出发， 行模糊化处理，同时结合神经网络进行寻优。
经过动态校正后，跟踪由驱动条件决定的发动机最优 工作曲线，从而实现对发动机及整车的控制。在这种 控制策略下，让发动机工作在万有特性图中最佳油耗 线上。发动机在高于某个转矩或功率限值后才会打开。 发动机关闭后，离合器可以脱开（避免损失）或接合 （工况变化复杂时，发动机启动更为容易）。只有当 发电机电流需求超出蓄电池的接受能力或者当电机驱
2 并联混合动力汽车
2.1 电动助力控制策略
电动助力控制策略的出发点是尽量使发动机在效
率较高的区域内工作，并使电池电量维持在对电池效
率和寿命有利的范围内。
图 2 示出蓄电池组处于不同荷发动机的工作状
态。
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图 2 电动助力控制策略中发动机的状态
电动助力控制策略的要点具体可以表述为：
1）当蓄电池组的 SOC ＞ SOClo 且车速低于设定 的某一最小车速时，由电机提供全部驱动力，发动机
1）当车速低于某一最小车速时，由电机提供全 部驱动力。
2）当车速大于最小车速，并且行驶需要扭矩小 于电机的最大扭矩时，根据发动机的燃油消耗率和电 池的能量当量来决定工作的动力源。
3）当行驶需要扭矩大于电机的最大扭矩，并且 小于发动机在给定转速下所能产生的最大扭矩时，由 发动机独自提供全部驱动力。发动机是否驱动电机对 电池充电，取决于电池的 SOC 以及此时电池和电机 的效率。在这种情况下，也可以利用能量当量的概念 加以判断。即将发动机用来充电的那部分能量计算出 其中的有用能量，然后给出发动机在电池充电状态下 的等量的燃油消耗率，与发动机不对电池进行充电时 的燃油消耗率加以比较，选择燃油消耗率较小的工作 模式。
混合动力电动汽车的运行和控制策略
混合动力电动汽车的运行和控制策略摘要：目前混合动力电动汽车正在被认为替代传统的汽车，目的是提高效率和降低排放。
对于这些汽车主要关心的是如何有效地运行电机和内燃机。
实现最好的效率和消耗最少燃料的策略将在本论文中陈述。
为了表明混合动力电动汽车的先进运行策略的潜力，模糊逻辑控制器已经在美国可再生能源实验室的模拟高级车辆仿真器中开发和实施了（版本2.0.2）。
也收集了底盘测功机测试的实验结果，用来验证高级车辆仿真器的效率。
模糊逻辑控制器利用并联式混合动力电动汽车的电动机驱动内燃机（66Kw 大众直喷式涡轮增压柴油发动机）在效率最高点附近或者燃油经济性最好点附近工作。
从测功机和高级车辆仿真器得到的初始结果显示带有模糊逻辑控制器的汽车能实现城市工况50mpg，然而与传统汽车的43mpg相比可以保持电池组充电68的状态。
引言并联式混合动力电动汽车通常有一个包括内燃机和电动机的动力装置[1]。
这两个组件直接连接到传动系统。
这就意味着每一个单元都有向汽车提供动力的能力。
混合动力电动汽车被认为是解决平庸的燃油经济性和差的排放环境的方式[6,9]。
没有一个良好的控制策略，初始实验已经证明混合动力电动汽车能够在有限的一段时间—耗完电池组的电量—完成任务[3]。
当实现适当维持充电控制策略时，混合动力电动汽车能够在城市工况中完成高效的燃油经济性同时保持给电池组充电的状态。
本文将探讨两个允许性能优化的操作控制策略。
被称为效率模式的第一种技术将驱动内燃机在效率最高点或者附近运行[3,12]。
被称为燃油经济模式的第二种技术驱动内燃机在整个运转周期时间内处于最低燃油消耗点处运行。
控制策略在这项研究中，假设该汽车中内燃机占主导地位，意味着内燃机比的额定功率比电动机的大。
这就要求注意发动机上的大部分初始控制运动。
在以后的研究中，将核实电动机的优化。
在一个正常的驱动周期中内燃机将在效率图上的每个点处运行。
这些操作点处的优势将会通过一定量的扭矩和发动机转速以及后来一定量的动力在最佳效率处消失。
混合动力汽车能量管理控制策略
混合动力汽车能量管理控制策略摘要混合动力汽车是一种通过利用内燃机和电动机的相互配合来提高燃油经济性和减少排放的先进技术。
能量管理控制策略是混合动力汽车中关键的技术之一，其主要作用是合理分配和利用汽车系统中的能量，以实现最佳的能效和驾驶性能。
本文将详细探讨混合动力汽车能量管理控制策略的原理、方法和挑战，并介绍当前研究的热点和未来发展方向。
一、能量管理控制策略的基本原理能量管理控制策略是指在混合动力汽车中对内燃机和电动机之间的能量流进行控制和优化调度的方法。
其基本原理是通过实时监测车辆的动力需求和能量状态，合理地选择使用内燃机、电动机或两者的组合模式，以最大程度地提高能源利用率和驾驶性能。
能量管理控制策略的核心是能量管理算法。
常用的能量管理算法包括规则型算法、优化算法和神经网络算法。
规则型算法是一种基于规则和经验的控制策略，通常根据驾驶条件和车辆状态来选择内燃机和电动机的工作模式。
优化算法是一种通过数学模型和计算方法来寻找最优解的策略，常用的优化算法有动态规划、遗传算法和模型预测控制算法。
神经网络算法则是通过模拟人脑的神经网络结构来实现能量管理的策略。
二、常用的能量管理控制策略1. 静态规则型策略静态规则型策略是一种基于预设规则的能量管理控制策略。
它根据车辆驾驶模式和能量状态进行判断，确定内燃机和电动机的工作模式。
常见的静态规则包括纯电动模式、混合模式和纯内燃机模式。
纯电动模式下，车辆只使用电动机提供动力；混合模式下，车辆通过内燃机和电动机的组合来提供动力；纯内燃机模式下，车辆只使用内燃机提供动力。
静态规则型策略的优点是简单易懂、易实现，并且适用于驾驶条件相对固定的情况。
缺点是不能适应复杂的驾驶环境和动力需求变化，无法实现最优的能效和驾驶性能。
2. 动态规则型策略动态规则型策略是一种根据实时驾驶需求和能量状态进行判断的能量管理控制策略。
它通过车辆动力需求的实时变化来调整内燃机和电动机的工作模式。
常见的动态规则包括启停控制策略、能量回收策略和能量分配策略。
混动控制策略
混动控制策略
混合动力车辆是在内燃机和电机之间配备一定容量的蓄电池，在保持传统动力的同时增加能效，实现节能环保的车型。
混动控制策略研究是混动技术的重要部分，它是保证混动车辆正常运行、提高能量利用率和寿命、优化车辆性能实现低排放低油耗的关键。
混动控制策略中，电机和发动机的协调控制是一个重要的问题。
基于能量管理、尾气排放控制、动力性、舒适性等多个方面的考虑，一般采用多种混合控制策略，包括全驱动、串联和并联控制策略。
其中，全驱动策略主要以电机驱动车辆，内燃机起到辅助作用，同时采用暴力充电制策略保持蓄电池电量足够。
串联控制策略则是将内燃机与电机串联起来，通过变速器测量发动机转速，配合高级控制算法使发动机始终工作在最佳工作状态，以实现最大的节能效益。
而并联控制策略则是将两种动力的输出段进行并联，既能保持高的动力性能也能有效地减少能耗。
总之，混合动力车辆的控制策略需要综合考虑多个因素和目标，以此实现节能、环保、高效和安全等方面的要求。
未来，随着混合动力车辆技术的不断发展，仍有很大的提升空间和研究方向。
例如，采用智
能控制技术、以物联网云技术为基础的混动车辆远程控制、自适应能量管理技术等均是未来混合动力车辆控制策略研究的重点方向。
汽车混合动力控制策略概述
车辆能量管理策略
能量消耗优化
通过优化车辆的能量消耗，提高车辆的燃油 经济性。
能量回收控制
根据行驶状态和需求，控制车辆的能量回收 。
动力分配控制
根据行驶需求和道路条件，控制车辆的动力 分配。
03
混合动力控制策略设计
发动机启动/停止控制策略
总结词
根据车辆的行驶状态、驾驶员的驾驶意图以及电池的 电量，策略决定发动机何时启动或停止。
先进的电机与驱动技术
高效电机与驱动
研发高效、高转矩密度的电机和驱动系统，提高汽车的加速性能和动力水平，降 低能耗。
集成化驱动系统
将电机、变速器和驱动桥等部件集成化设计，简化结构，降低重量，提高系统的 整体效率。
智能网联与自动驾驶的融合
数据共享与协同控制
通过车联网技术，实现车辆之间、车辆与路 侧设备之间的信息共享和协同控制，提高交 通流量的效率，降低油耗和排放。
充电管理策略
通过智能充电，确保电池的健康状态和维护成本的最 小化。
电力辅助策略
在需要的时候，使用电力辅助系统来提高车辆的性能 和舒适度。
05
混合动力控制策略发展趋 势与挑战
更高级的能量管理策略
精细化能量管理
通过更精细化的能量管理策略，实现能量的高效利用和优化分配，提高汽车的燃油经济性和动力性能 。
再生制动控制策略
总结词
在刹车或减速过程中，通过电机回收能量，减少对发动机的依赖，提高能量利用效率。
详细描述
再生制动是一种将动能转化为电能的过程，它发生在车辆刹车或减速时。通过这种控制策略，混合动力车辆可以 在刹车过程中回收能量，减少对发动机的依赖，并提高能量利用效率。在再生制动过程中，电机从驱动状态转变 为发电机状态，将原本要浪费的能量转化为电能并存储在电池中，为之后的行驶做准备。
混合动力汽车的能量控制策略
混合动力汽车的能量控制策略能量管理策略的控制目标是根据驾驶人的操作，如对加速踏板、制动踏板等的操作，判断驾驶人的意图，在满足车辆动力性能的前提下，最优地分配电机、发动机、动力电池等部件的功率输出，实现能量的最优分配，提高车辆的燃油经济性和排放性能。
由于混合动力汽车中的动力电池不需要外部充电，能量管理策略还应考虑动力电池的荷电状态（SOC）平衡，以延长其使用寿命，降低车辆维护成本。
混合动力汽车的能量管理系统十分复杂，并且因系统组成不同而存在很大差别。
下面简单介绍3种混合动力汽车的能量管理策略。
1、串联式混合动力汽车能量管理控制策略由于串联混合动力汽车的发动机与汽车行驶工况没有直接联系，因此能量管理控制策略的主要目标是使发动机在最佳效率区和排放区工作。
为优化能量分配整体效率，还应考虑传动系统的动力电池、发动机、电动机和发电机等部件。
串联式混合动力汽车有3种基本的能量管理策略。
（1）恒温器策略当动力电池SOC低于设定的低门限值时，起动发动机，在最低油耗或排放点按恒功率模式输出，一部分功率用于满足车轮驱动功率要求，另一部分功率给动力电池充电。
而当动力电池SOC上升到所设定的高门限值时，发动机关闭，由电机驱动车辆。
其优点是发动机效率高、排放低，缺点是动力电池充放电频繁。
加上发动机开关时的动态损耗，使系统总体损失功率变大，能量转换效率较低。
（2）功率跟踪式策略由发动机全程跟踪车辆功率需求，只在动力电池SOC大于设定上限，且仅由动力电池提供的功率能满足车辆需求时，发动机才停机或怠速运行。
由于动力电池容量小，其充放电次数减少，使系统内部损失减少。
但是发动机必须在从低到高的较大负荷区内运行，这使发动机的效率和排放不如恒温器策略。
（3）基本规则型策略该策略综合了恒温器策略与功率跟踪式策略的优点，根据发动机负荷特性图设定高效率工作区，根据动力电池的充放电特性设定动力电池高效率的SOC范围。
同时设定一组控制规则，根据需求功率和SOC进行控制，以充分利用发动机和动力电池的高效率区，使两者达到整体效率最高。
混动汽车动力系统控制策略设计
4.1控制系统的各状况分析1．一键启动，车门解锁；2．进人；由车门传感器检测：车门开启 →进人动作→车门关闭→车门锁死3．设置路径；由语音提示，根据情况分析最优路径，最短距离，最短时间；4．开始旅行（1）判断蓄电池能否正常行驶当SOC （剩余电量）≥0.4 将由蓄电池启动；当SOC （剩余电量）≤0.4全程发动机驱动；（2）平地行驶①首先蓄电池驱动，然后由车速传感器和扭矩传感器检测分析是否满足下列任意条件Tre (汽车需求转矩 )V （行驶速度）满足则启动点火装置→发动机启动；②此时由发动机驱动，后由车速传感器和扭矩传感器检测分析是否 满足下列所有条件Tm 满足则关闭发动机，由蓄电池驱动；③制动由加速度传感器和节气门位置传感器（3） 爬坡①用坡度传感器检测坡度，同时满足下列时α≤10%Tre≤Tmα（坡度）由蓄电池驱动②用坡度传感器检测坡度，满足下列任一项时Tre≥Tm发动机启动；③爬坡制动时车速传感器和加速度传感器检测车轮的旋转方向当旋转方向与实际方向相反紧急制动同时启动电动机发电机；（4）泥泞及高低不平路段根据转矩传感器检测数据，启动发动机；（5）大风及恶劣天气行驶时根据转矩传感器检测数据，启动发动机；5.到达目的地旅行结束电动机缓慢驱动汽车制动，解锁车门；4.2控制系统的各个流程图1.由SOC电量判断启动方式2.由需求转矩和速度判断工作模式（1）.若由发动机驱动（2）若由蓄电池驱动4.0>soc3制动工况1）若由蓄电池驱动时发生制动时由加速度传感器和节气门位置传感器2）若由发动机驱动时发生制动时由加速度传感器和节气门位置传感器4.0>soc h km V /40<4.0>soc hkm V /40<4.3电子控制装置ECU的选择1.控制器CPU的选择1)DSPDSP(Digital Signal Processing)技术，也称为数字信号处理技术，是将一种具有特殊结构的微处理器应用于各种信号处理上，并通过各种信号处理算法，满足系统的控制要求的技术。
汽车混合动力控制策略概述
通过实时监测并联混合动力汽车的发动机状态，实现发动机 的最优控制，以提高车辆的动力和经济性能。
机械备份控制策略
在并联混合动力汽车中，当电池能量不足或故障时，通过机 械备份控制策略，保证车辆的正常行驶。
混联混合动力汽车的控制策略
发动机协同控制策略
在混联混合动力汽车中，通过发动机协同控制策略，实现发动机和电动机的 协同工作，以优化车辆的动力和经济性能。
汽车混合动力控制策略概述
xx年xx月xx日
目录
• 混合动力汽车技术简介 • 混合动力汽车控制策略的分类及特点 • 各种控制策略的应用场景及案例分析 • 混合动力汽车控制策略的优化方向及未来发展趋
势 • 结论与展望
01
混合动力汽车技术简介
混合动力汽车的定义
• 混合动力汽车（Hybrid Vehicle）：指同时搭载内燃机和电动机的汽车，将两种不同能源通过高效混合的方式结合起来 ，以实现更低排放和更高燃油效率的目标。
详细描述
03
应用场景：各种行驶条件
04
案例分析：混联混合动力汽车 结合了串联和并联混合动力汽 车的优点，能够在各种行驶条 件下实现最佳的能量利用和排 放控制
04
混合动力汽车控制策略的优化方向及 未来发展趋势
控制策略的优化方向
提高能源利用效率
优化控制策略以提高燃油利用效率 ，降低油耗，减少排放。
加强驾驶体验
通过更精细的控制算法，提高汽车 的动力性能和驾驶平顺性。
智能化控制
应用先进的传感器和算法，实现汽 车各系统的智能化控制，提高响应 速度和精度。
安全性提升
强化安全控制策略，预防和减轻碰 撞，提高乘客安全性和舒适度。
未来发展趋势
推荐-混合动力汽车能量管理控制策略
2.发动机的转矩输出指令子程序
(5)制动工况和驱动工况下的发动机关断转速限值nde1和nele 在 驱动工况下，为了避免发动机工作在低效率区，设定发动机关 断转速限值nele。 (6)发动机转矩输出指令Le 将发动机的发动机转矩输出指令Le (0≤Le≤1)定义为发动机的输出转矩与最大转矩限值的比值，即L e=Teout/Temax。
(的4)发工动作机区最间小，转需值矩要Te限o设ff两值定个T发em限动in和值机关，最断如小转图转矩4矩-1限限0所值值示TTeoe。fmf in和为关限断制转发矩动限机
图4-11 发动机转矩输出指令子程序 控制算法框图
驱(5)动制工动况工下况，和为驱了动避工免况发下动的机发工动作机在关低断效转率速区限，值设nd定e1和发n动ele机在关 断转速限值nele。
2.发动机的转矩输出指令子程序
图4-8 发动机转矩输出指令 子程序输入输出信号
(池1)电的池工组作电区量间状，态需的要上设限定限值电值S池OS组OCCh电i和lo。量下状限态值的SO上C限lo 值为SO了C限hi和制下电
图4-9 电池组充放电内阻与SOC关系曲线
(2)发动机的额需外要转确矩定TSO发C 动为机了的使额发外动转机矩运TSO行C。于高效率区间，
1)将踏板开度信号转换为混合动力总成的转矩输出要求。
2)确定电动机的电功率输入和转矩输出。
3)确定发动机-发电机组的工作状态。
4)确定发动机-发电机组的转矩输出。
3.控制软件的结构方案
图4-3 并联混合动力总成控制软件的结构框图
3.控制软件的结构方案
图4-4 串4.3 转矩输出指令子程序
4.3 转矩输出指令子程序
图4-5 转矩输出指令子 程序输入和输出信号
混合动力汽车能量管理控制策略
混合动力汽车能量管理控制策略1. 混合动力汽车的能量管理控制策略的重要性混合动力汽车是一种结合了燃油发动机和电动机的汽车，能够在不同驱动模式下灵活切换，以实现更高效的能量利用和更低的排放。
而混合动力汽车能量管理控制策略则是确保车辆在不同驱动模式下能够以最佳效率运行的关键。
本文将探讨混合动力汽车能量管理控制策略在实际应用中的研究现状、挑战和未来发展方向。
2. 混合动力汽车能量管理控制策略的研究现状2.1 模型预测控制方法模型预测控制方法是一种常用于混合动力汽车能量管理中的优化算法。
该方法通过建立数学模型，预测未来一段时间内不同驱动模式下系统状态，并通过优化算法确定最佳操作策略。
许多学者已经应用该方法进行了深入研究，并取得了一定成果。
2.2 基于规则的控制方法基于规则的控制方法是另一种常见且简单实用的混合动力汽车能量管理控制策略。
该方法基于经验规则，通过设定一系列控制策略，以实现车辆在不同驱动模式下的能量管理。
尽管该方法相对简单，但在实际应用中仍然具有一定的局限性。
3. 混合动力汽车能量管理控制策略的挑战3.1 驱动模式切换策略混合动力汽车在不同驱动模式之间切换时需要考虑多个因素，如电池状态、驾驶需求、路况等。
因此，如何确定最佳的驱动模式切换策略是一个具有挑战性的问题。
3.2 能量管理优化算法混合动力汽车能量管理优化算法是决定整个系统效率和性能的关键。
然而，现有算法仍然存在一些问题，如计算复杂度高、收敛速度慢等。
因此，需要进一步研究和改进优化算法以提高系统效率和性能。
4. 混合动力汽车能量管理控制策略的未来发展方向4.1 数据驱动方法随着大数据和人工智能技术的发展，数据驱动方法在混合动力汽车能量管理中的应用越来越受关注。
通过对大量的驾驶数据进行分析和建模，可以更准确地预测驾驶模式和优化能量管理策略。
4.2 多目标优化方法现有的混合动力汽车能量管理控制策略主要关注单一目标，如燃料经济性或排放控制。
然而，实际上，混合动力汽车的能量管理涉及多个目标，如燃料经济性、排放、舒适性等。
混合动力汽车功率流分析和控制策略PPT课件
混合动力电动汽车的 功率流和能量流
混合动力电动汽车的功率流和能量流
❖ 混合动力汽车功率控制基本类型
课 ❖ 串联混合动力汽车的功率流 堂 ❖ 并联混合动力汽车的功率流 内 容 ❖ 混联式混合动力汽车的功率流
❖ 复合式混合动力汽车功率流 ❖ 混合动力汽车能量管理基本类型
混合动力汽车功率控制基本类型
课 ❖ 串联混合动力汽车的功率流 堂 ❖ 并联混合动力汽车的功率流 内 容 ❖ 混联式混合动力汽车的功率流
❖ 复合式混合动力汽车功率流 ❖ 混合动力汽车能量管理基本类型
并联混合动力汽车的功率流
功 率 流 分 析
并联混合动力汽车的功率流
功 率 流 分 析
并联混合动力汽车的功率流
功 率 流 分 析
Please Criticize And Guide The Shortcomings
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
的控制也更为灵敏, 容易实现。
混联混合动力汽车控制策略
发 动 机 最 优 工 作 曲 线
混联混合动力汽车控制策略
在发动机最优工作曲线模式思想的基础上, 瞬 对混合动力车的在特定工况点下整个动力 时 系统的优化目标 (如效率损失、名义油耗) 优 进行优化, 便可得到瞬时最优工作点, 然后 化 基于系统的瞬时最优工作点, 对各个状态 控 变量进行动态再分配。 制
续驶里程延伸型（Range Extender)
功
率 控
当车辆主要运行要求接近EV（零排 放），而续驶里程又超出了纯电动汽 车范围时采用。
制
混合动力汽车功率控制基本类型
助力型 (Power Assist)
功
(Fueled Engine-Electric)
浅谈混合动力汽车控制策略
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并联式混合动力汽车
内燃机和电动机同时驱动车辆，动力强劲，但 控制系统复杂，成本较高；
混联式混合动力汽车
3
结合了串联和并联的优点，但结构复杂，成本 高。
02
混合动力汽车控制系统构成 与工作原理
控制系统构成
发动机控制系统
01
主要负责控制发动机的工作状态，包括燃油喷射、点火时刻等
。
电机控制系统
02
主要负责控制电机的运行状态，包括扭矩输出、转速调节等。
第三代
第四代
2008年，各大车厂纷纷推出第三代混合动 力车型，并逐渐向中低端市场拓展；
2016年，第四代混合动力汽车开始采用更 小排量和更高效的电动系统，同时智能化和 自动驾驶技术也得到应用。
混合动力汽车的类型
1 2
串联式混合动力汽车
以电动机为主，内燃机为辅，能量转换效率高 ，但电池组重量较大，充电时间较长；
基于神经网络的发动机控制策略
总结词
基于神经网络的发动机控制策略是一种模拟人脑神经元连接 方式的计算模型，具有强大的自适应和学习能力。
详细描述
基于神经网络的发动机控制策略通过训练神经网络来学习驾 驶员的操作意图和车辆运行状态之间的关系，从而自主地调 节发动机的工作点。该策略需要大量的数据进行训练，因此 对于大数据应用具有很大的潜力。
基于混合方法的设计方法
将基于模型的方法和基于经验的方法相结合，充分利用两 种方法的优点。
通过建立数学模型来优化控制策略的效率和准确性，同时 利用经验丰富的工程师或开发人员的经验和技术水平来加 快开发速度。
05
混合动力汽车控制策略仿真 分析
仿真分析方法
仿真模型建立
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目录
1.混合动力汽车的系统结构 2.混合动力汽车的控制策略 3.混合动力汽车的研究方向
1.混合动力汽车的系统结构
根据动力系统的结构和能量流动方式的不同，混合 动力电动汽车可分为串联式、并联式、混联式。近 年，又新出现了电动轮式混合动力电动汽车。
1.1串联式动力系统
2.1串联式混合动力汽车的控制策略
由于串联式混合动力汽车的发动机与汽车行 驶工况没有直接联系，因此控制策略的主要目 标是使发动机在最佳效率区和排放区工作。此 外，为了优化控制策略，还必须考虑合并在一 起的电池、电传动系统、发动机和发电机的总 体效率。以下介绍串联式混合动力汽车的两种 基本的控制模式。
串联式混合动力系统
1.2并联式动力系统 并联式混合动力电动汽车主要由发动机、
电动/发电机两大部件总成组成，它们可分开 工作也可以协调工作，结构具有明显的多样性， 可以根据使用要求选用。两大动力总成的功率 可以互相叠加，发动机功率和电动/发电机功 率约为电动汽车所需最大驱动功率的0.5~1倍， 因此，可以采用小功率的发动机与电动/发电 机，使得整个动力系统的装配尺寸、质量都较 小，造价也更低，行程也可以比串联式混合动 力电动汽车长一些，其特点更加趋近于内燃机 汽车。由于并联混合动力汽车有两套驱动系统， 且不同的驱动系统有不同的工作效率区间，这 就使得汽车在不同的行驶工况下，具有不同工 作模式。
2.1.1恒温器控制模式 2.1.2发动机跟踪器控制模式
上述两种控制模式可以结合起来使用，其目的
是充分利用发动机和电池的高效率区，使其达到 整体效率最高。发动机在荷电状态值较低或负载 功率较大时均会起动；当负载功率较小且荷电状 态值高于预设的上限值时，发动机被关闭；在发 动机关和开之间设定了一定范围的状态保持区域， 这样可以避免发动机的频繁起停。发动机一旦起 动便在相对经济的区域内对电动机的负载功率进 行跟踪，当负载功率大于或小于发动机经济区域 所能输出的功率时，电池组可以通过充放电对该 功率差进行缓冲和补偿，采用该控制策略可以减 少电能的循环损耗，避免电池大电流放电和发动 机的频繁起动，降低了油耗，提高了排放性能。
串联式混合动力电动汽车动力组成由发动机、发 电机和驱动电机3大主要部件组成。发动机仅仅用 于发电，发电机所发出的电能供给电动机，电动机 驱动汽车行驶。发电机发出的部分电能向电池充电， 来延长混合动力电动汽车的行驶里程。另外电池还 可以单独向电动机提供电能来驱动电动汽车，使混 合动力电动汽车在零污染状态下行驶。
并联式混合动力系统
1.3混联式动力系统
混联式系统最能体现HEV系统的最优化思 想，同时也是最复杂、研究难度最大的结构。 低速和启动时发动机关闭，电动机由电池供 电并输出动力；发动机运行时，视电池状态 和动力需求，发电机承担发电或调速的作用； 制动时电动机和发电机均能进行制动能量回 收，向电池充电。上述几种电动车原理，其 动力传动系统基本都维持了内燃机汽车传统 的传动方案，特别是从主减速器、差速器、 半轴到车轮基本没有改变。最近出现了一种 更为先进的电动汽车，取代了这一传统的传 动方案，这就是电动轮式混合动力电动汽车
d.当行驶需要扭矩大于发动机在给定转速下所能产生 的最大扭矩时,由电机提供扭矩助力;
e.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ速时回收制动能量。
2.2.3 模糊逻辑控制策略
模糊逻辑控制策略的出发点是通过综合考 虑发动机和蓄电池的工作效率来实现混合动力 系统的整体效率达到最高。模糊逻辑控制策略 目标与实时控制策略类似,但是与实时控制策略 相比,模糊逻辑控制策略具有鲁棒性好的优点。
a.当车速低于某一最小车速时,由电机提供全部驱动 力;
b.当车速大于最小车速,并且行驶需要扭矩小于电机 的最大扭矩时,根据发动机的燃油消耗率和当前电池的 SOC值来决定动力源;
c.当行驶需要扭矩大于电机的最大扭矩,并且小于发 动机在给定转速下所能产生的最大扭矩时,由发动机独 自提供全部驱动力。发动机是否驱动电机对电池充电, 取决于电池的SOC以及此时电池和电机的效率;
动转矩; c.当发动机在给定的车速上效率很低时,发动机关机,由电动
机提供驱动转矩; d.当电池SOC过低时,发动机提供额外扭矩带动电机工作对电
池充电。 e.回收制动能量,为蓄电池充电;
2.2.2 并联自适应式控制策略(实时控制策略) 这种控制策略兼顾了燃油经济性和发动机废气排放
两方面的性能,在每一个时间段内都对发动机和电动机 的转矩分配进行优化控制。主要特点如下:
2.2并联式混合动力电动汽车控制策略
目前用于并联的策略一般有并联电辅助驱动式控制策略、 并联自适应式控制策略(实时控制策略)和模糊逻辑控制策略三 种,下面分别加以介绍.
2·2·1 并联电辅助驱动式控制策略 在电辅助驱动控制策略中,利用电动机提供额外功率,并要保
持电池的荷电状态处于允许的工作范围。具体的控制策略如下: a.当车速低于某一最小车速时,电动机提供全部的驱动力; b.当转矩需求高于发动机的最大值时,电动机提供额外的驱
混联式动力系统
1.4电动轮式动力系统
电动轮式混合动力电动汽车最大特点就 是用电子差速器代替了传统汽车的差速器 和半轴，将电动机直接安装在驱动轮上， 从而使电动轮驱动型式结构简洁、传动高 效。
电动轮式动力系统
2.混合动力汽车的控制策略
在混合动力汽车各部件的配置确定下来 之后，如何优化控制策略是实现混合动力 汽车低油耗、低排放目标的关键所在。在 满足汽车的动力性和其他基本技术性能以 及成本等要求的前提下，针对各部件的特 性及汽车的运行工况，控制策略要实现能 量在发动机、电机之间的合理而有效分配、 使整车系统效率达到最高，获得整车最大 的燃油经济性、最低的排放以及平稳的驾 驶性能。
模糊控制规则的主要意图是:
a.所需功率近似为当前转速下发动机最优功率 时,电机基本不工作。
b.所需功率大于最优功率一定值时,发动机工作 点位于最优工作点附近,余下的部分功率由电机 提供,同时使电机运行效率也在较高范围内。 c.SOC超出限定值时,采取相应措施,使其回到正 常范围。