混合动力电动汽车能量管理策略研究

混合动力电动汽车能量管理策略研究

摘要：随着全世界石油资源的日益枯竭和对环境保护力度的增加，迫使全球的汽车工业开发新能源的汽车，而把传统的燃油汽车和纯电动汽车的优点融入到新型汽车中成为当今热门。都认为只有这样才是最适合当今社会的混合能源汽车，混合动力汽车性能的充分发挥与其采用的能量管理策略息息相关。所使用的能源不光要满足汽车动力性能，还要减少污染物的排放。因此，所使用的策略应当根据系统的特性和当时实际的运行工况来实现发动机和电机之间最佳的转矩分配，从而达到最优。

关键词：混合动力汽车；能量管理系统；控制策略

Research on Energy Management Strategy of Hybrid Electric Vehicle

Abstract：With the increasing depletion of oil resources around the world and the increase in environmental protection efforts, forcing the global automotive industry to develop new energy vehicles, and the traditional fuel vehicles and pure electric vehicles into the new car into the advantages of today's popular. Think that only this is the most suitable for today's society of hybrid energy vehicles, hybrid vehicle performance and its full use of the energy management strategy is closely related. The energy used is not only to meet the vehicle power performance, but also to reduce pollutant emissions. Therefore, the strategy used should be based on the characteristics of the system and the actual operating conditions to achieve the best torque between the engine and the motor distribution, so as to achieve the best.

Keywords：hybrid vehicle；energy management system；control strategy

目录

摘要.................................................................................................................................... I Abstract. ........................................................................................................................... I I 目录................................................................................................................................. III 1 绪论.. (1)

1.1 引言 (1)

1.2 混合动力电动汽车发展概况 (1)

1.3 本文主要内容 (2)

2 混合动力电动汽车能源分析 (4)

2.1 化学电池 (4)

2.1.1 锂离子电池 (4)

2.1.2 镍氢电池 (9)

2.1.3 铅酸电池 (10)

2.2 物理电池 (13)

2.3 生物电池 (14)

2.4 本章小结 (15)

3 混合动力电动汽车关键技术 (16)

3.1驱动电动机及其控制技术 (16)

3.2动力电池及其管理系统 (16)

3.3整车能量管理控制系统 (16)

3.4 先进控制技术的应用 (17)

4 混合动力电动汽车基本结构及其相应的控制策略 (19)

4.1串联式混合动力电动汽车 (19)

4.1.1驱动模式 (19)

4.1.2 优缺点 (19)

4.1.3 控制策略 (20)

4.2并联式混合动力电动汽车 (21)

4.2.1结构 (21)

4.2.2驱动模式 (21)

4.2.3优缺点 (21)

4.2.4控制策略 (22)

4.3混联式的电动汽车 (22)

4.3.1结构 (23)

4.3.2控制策略 (23)

5 总结和展望 (25)

参考文献 (26)

致谢 (27)

1 绪论

1.1 引言

随着全球资源的减少和环保努力的发展，低排放，低功耗的新型车辆电力系统是全球汽车行业的发展趋势。近年来，电动汽车不断发展壮大的同时还有很多问题没有解决。怎样能够更加有效利用电池的能源、延长电池的使用寿命和能源回收等问题成为电动汽车发展的阻力。而将传统燃料车和纯电动汽车的优势融合在一起的混合动力汽车则成为未来发展的方向。作为一种新的多能源汽车，怎样有效的利用汽车能源管理系统对汽车进行能源管理是其发展的首要问题。混合动力汽车的性能与能源管理战略息息相关。因此，研究混合动力汽车的能源管理体系和控制策略是非常重要的。电动汽车近些年来解决了能源危机和车辆的排放量的问题，并且开发了新型的清洁能源汽车。虽然目前电动汽车有两个或者更多的能源来源，通过能源管理战略来协调相互之间的运行，更多部件（如发动机，发电机，电机）和一种或多种能源转换技术（如燃料，电池，飞轮）为一体，根据驾驶条件的不同来切换不同的运行模式，充分发挥内燃机车和电动汽车的优势从而实现低排放，提高燃油经济性，但同时还要考虑到汽车的驾驶舒适性和车辆动力性能。作为车辆的关键性能，多能源管理战略已成为全球汽车行业的研发重点[1]。

1.2 混合动力电动汽车发展概况

混合动力汽车是两种或更多能源的汽车[2]。具有比能量（单位质量燃料能量）和比功率（单位质量燃料功率）的优点，显著提高了常规内燃机排放和燃油经济性能，使电动车辆行驶范围大大增加。

20世纪90年代，世界汽车业巨头专注于纯电动汽车和混合动力汽车的发展，以掌握未来汽车的主动性。日本丰田汽车公司首先在1997年12月将混合型汽车市场在日本建立，随后在2000年初开始开拓北美市场，而月产量从刚开始的1000辆到2000辆，到后来的三年销售量达4.5万台，实现巨大突破到最后甚至出现了产品供不应求的情况，各大汽车厂商为之震惊。然而丰田，本田，日产等大公司都不甘心落后其他竞争对手，分别开发了自己的混合动力汽车，并且取得了显著成效。1999年底，本田开始销售“Insight”。 Insight并行电动车配备了本田的IMA（综