混合动力重型卡车构型方案与控制策略简述
混动汽车控制策略
混动汽车控制策略混动汽车，结合了发动机和电动机的优势，为现代交通出行提供了更加高效、环保的解决方案。
为了实现混动汽车的优良性能，一套精确的控制策略是必不可少的。
以下是关于混动汽车控制策略的详细内容：1.发动机控制：混动汽车的发动机控制策略旨在优化发动机的工作状态，使其在最佳燃油经济性和最低排放之间达到平衡。
控制策略包括对发动机的启动、停止、加速和减速的控制。
2.电动机控制：电动机作为混动汽车的一个重要组成部分，其控制策略决定了汽车的动力性能和燃油经济性。
控制策略需对电动机的扭矩输出、工作模式等进行调整，以满足驾驶需求。
3.动力分配控制：混动汽车的动力来源于发动机和电动机，动力如何分配是控制策略的核心问题。
控制策略需要决定何时由发动机提供动力，何时由电动机提供动力，以及两者如何协同工作。
4.能量管理策略：能量管理策略负责在汽车行驶过程中合理分配和回收能量，以提高燃油经济性并减少排放。
这包括对电池的充电和放电的控制，以及在何种情况下使用发动机或电动机更为经济。
5.充电与放电控制：对于有电池储能的混动汽车，充电与放电控制是关键。
控制策略需决定何时、如何为电池充电，以及何时、如何从电池放电。
6.驾驶模式切换控制：混动汽车通常具有多种驾驶模式，例如纯电动模式、混合模式、运动模式等。
控制策略需要根据驾驶需求和驾驶模式进行自动或手动切换。
7.故障诊断与处理：混动汽车的控制系统需要对汽车各部分进行实时监测，以发现潜在的故障。
一旦发现故障，控制策略需要快速响应，采取适当的措施防止故障扩大或对安全造成影响。
8.优化控制算法：随着技术的发展，不断有新的优化算法出现。
混动汽车的控制策略也需要不断优化，以适应新的技术和市场需求。
9.安全保护机制：混动汽车的安全性是其最重要的特性之一。
控制策略需要包含一系列的安全保护机制，以防止在各种情况下发生事故。
这包括对电池安全的保护、对驾驶安全的保护等。
10.人机交互与显示：良好的人机交互可以提高驾驶的舒适性和安全性。
混合动力汽车控制策略.pptx
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。
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。
混合动力汽车驱动系统设计及控制策略优化
二、整车控制策略优化
整车控制策略优化是提高四轮驱动混合动力汽车性能的关键。下面从以下几 个方面进行详细探讨。
1、能量管理优化
能量管理是四轮驱动混合动力汽车控制策略的核心。在优化过程中，需要综 合考虑车辆的行驶状态、动力需求以及电池荷电状态等因素，以实现能量的最优 分配。常见的能量管理策略包括基于规则的策略、基于优化的策略以及基于人工 智能的策略。其中，基于人工智能的策略具有自适应性、鲁棒性和预测性等优点， 是未来能量管理策略的发展趋势。
系统设计
混合动力汽车驱动系统主要包括电池、电动机、控制系统等组成部分。在设 计过程中，需要考虑以下因素：
1、电池：混合动力汽车需要高性能的电池以提供足够的动力和续航能力。 目前常用的电池有锂离子电池、镍氢电池等。设计时需考虑电池的能量密度、充 电速度、寿命及安全性等因素。
2、电动机：电动机是混合动力汽车的核心部件，直接影响车辆的性能。设 计时需要考虑电动机的功率、扭矩、效率及噪音等因素。目前常用的电动机有永 磁同步电动机、交流感应电动机等。
2、电流控制：通过调整电动机的电流，可以优化电动机的扭矩输出，提高 车辆的加速性能和平稳性。
3、温度控制：对电池和电动机的温度进行控制，可以防止过热和过冷对系 统和电池性能的影响，提高系统的稳定性和安全性。
4、电动机转速和转矩控制：通过控制电动机的转速和转矩，可以实现最优 的动力输出和能量回收，提高车辆的经济性能。
4、悬架系统控制优化
悬架系统是四轮驱动混合动力汽车的另一个重要组成部分。在优化过程中， 需要通过对悬架系统的合理控制，以提高整车的操控性能和乘坐舒适性。在悬架 系统控制优化过程中，需要综合考虑车辆的行驶状态、路面状况以及驾驶员意图 等因素，以实现最优的悬架系统控制。
混联式混合动力车辆优化设计与控制
三、控制策略研究
三、控制策略研究
1、能量管理策略：能量管理策略是混联式混合动力汽车的核心控制策略，其 目标是实现燃料消耗和排放的最小化，同时满足驾驶需求。根据行驶状态和驾驶 需求，能量管理策略实时调整内燃机和电动机的工作状态，实现最优的能量分配。
三、控制策略研究
2、功率耦合策略：功率耦合策略主要解决内燃机和电动机之间的功率分配问 题。根据车辆行驶状态和驾驶需求，功率耦合策略确定内燃机和电动机所需的最 大和最小功率，以实现最优的动力输出。
参考内容二
内容摘要
随着环保意识的不断提高和能源紧缺的压力，混合动力客车逐渐成为城市公 共交通领域的重要发展方向。混联式混合动力客车作为混合动力客车的一种，具 有更高的能源利用效率和更低的排放，因此，其能量优化管理策略的研究具有重 要意义。
内容摘要
本次演示旨在探讨混联式混合动力客车能量优化管理策略，以期为未来的研 究提供参考。
1、能量管理：能量管理系统的设计需根据车辆的实际运行工况，实现能量的 最优分配，以提高整车的经济性能。
二、软件设计与控制策略
2、系统可靠性：为确保车辆的稳定性和可靠性，控制系统应具备自动检测和 故障诊断功能，以便在出现故障时迅速做出响应。
二、软件设计与控制策略
3、成本控制：优化设计与控制不仅要性能和效率，还需考虑成本控制。通过 合理的硬件选型和软件设计，降低制造成本，为消费者带来实惠。
四、未来展望
1、高级驾驶辅助系统（ADAS）与HEV的融合：通过将ADAS与HEV进行融合， 实现更加智能的驾驶控制，提高驾驶安全性和舒适性。
四、未来展望
2、先进的能量管理策略：进一步优化能量管理策略，提高燃油效率、降低排 放，实现更长的续航里程。
四、未来展望
混合动力车辆的优化设计与控制
混合动力车辆的优化设计与控制一、引言混合动力车辆（Hybrid Electric Vehicle，HEV）是一种将内燃机和电动机的动力源组合在一起，通过智能控制电机和内燃机之间的相互协作，在节能减排的同时提高车辆整体性能的一种新兴绿色交通工具。
二、混合动力车辆的动力系统架构及分类（一）混合动力车辆的动力系统架构由于混合动力车辆具有双重动力源，其动力系统可以分为串联式、并联式和混合式三种。
1. 串联式HEV动力系统串联式HEV动力系统是将内燃机和发电机作为发电机组组合在一起，用发电机给电动机供电的动力系统。
其优点是发动机的出力转为电能，由电机输出，可以保持内燃机在工作效率最优的点上运行，具有高效高效、排放低等优点。
2. 并联式HEV动力系统并联式HEV动力系统是将内燃机和电动机分别安装，两台发动机输出通过结构装置结合输出到传动系统的动力系统。
其优点是早起功率生成由电动机完成，车速提高后内燃机参与工作，可以使内燃机长时间工作在最优效率区域，具有经济性好、动力丰富等优点。
3. 混合式HEV动力系统混合式HEV动力系统是将串联式和并联式系统的优点都结合在了一起，具有更强的整车协调能力和燃油节约效果。
（二）混合动力车辆的分类混合动力车辆可以根据其充电方式分为蓄电池式、超级电容式和氢燃料电池式三种。
1. 蓄电池式HEV蓄电池式HEV，也称典型的混合动力电汽车，其在行驶过程中主要是通过电池驱动电机进行驰骋，当电池行驶里程不足时，内燃机启动工作以发电机的方式为电池充电。
2. 超级电容式HEV超级电容式HEV则是利用超级电容器来替代蓄电池来储存电能。
超级电容器有短充电时间、高峰值功率等优点，但能量密度相对较低，所以电气传动系统一般需要再配合为内燃机发电。
3. 氢燃料电池式HEV氢燃料电池式HEV以燃料电池发生器，也就是氢气与氧气发生化学反应，将这种化学能转化为电能的形式作为电动机的动力来驱动混动汽车。
而当氢气的储量不足时，不能维持电动机的发电，汽车启动内燃机对电池进行充电，以延长整车的行驶里程。
混合动力车辆结构和能量分配控制策略天亮 天
混合动力车辆结构和能量分配控制策略天亮天混合动力车辆结构和能量分配控制策略2010年06月23日混合动力车辆结构和能量分配控制策略混合动力车辆可在不改变现有的汽车产业结构、现有能源（石油燃料）体系和用户对汽车的使用习惯的前提下，最大限度发挥内燃机和纯电动汽车的双重优点，达到节能和环保的目的。
本文简要介绍混合动力车辆结构和特点，以及在驱动系统功率合成形成方式的基础上，对并联混合动力车辆的能量分配控制策略进行探讨。
混合动力车辆的结构和特点根据电动驱动系统与APU(辅助动力单元)的结合方式，混合动力车辆的驱动形式分：串联、并联和混联三种。
串联式混合驱动系统由电动机驱动汽车行驶，发动机与发电机集成为APU，如图1(a)所示。
该系统APU与电动机无机械连接，整车布置的自由度较大，控制系统也简单，但能量转换次数多，效率不高，续驶里程有限，仍需设置充电站。
并联式混合动力系统是指车轮可以分别由发动机与电动机独立驱动，适合于城市间公路行驶的车辆。
当汽车进入市区行驶时，发动机关闭，进入电动状态；当汽车在市郊公路行驶时，电动机关闭，由发动机直接驱动。
使用并联式结构的典型示例为日本日野公司的HIMR系统.混联式混合动力系统中的发动机和电动机，可以分别驱动汽车或同时驱动汽车，它们的工作状态是由计算机控制的。
该系统适合各种行驶条件，不需外界充电，续驶里程与内燃机汽车相当，是最理想的混合电动方案，但结构复杂，成本高，控制复杂。
混合动力车辆将传统的内燃机、电力驱动和储能装置结合在一起，其主要优点有：减小发动机外形尺寸、效率高、排放低；具有可以最大限度发挥内燃机汽车和纯电动汽车的双重优点；辅助动力单元(APU)的选用使汽车的续驶里程和动力性能可以达到内燃机汽车的水平。
虽然内燃机会有排放产生，但由于其排量小，主要工作在最佳工况点附近，而大大减少了汽车变工况(特别是低速、怠速)时的排放，再由于可回收制动能量，可使混合动力汽车成为较低排放的节能汽车，在一些对汽车排放严格限制的地区(如商业区、游览区、居民区等)，混合动力车辆可以关闭APU，由纯电力驱动，成为零排放的电动汽车。
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
混合动力汽车能量管理控制策略是指对混合动力汽车的电动机
和内燃机的能量进行高效控制，实现最佳的燃油经济性和排放性能。
该策略包括以下几个方面：
1. 能量分配策略：根据车辆工况和驾驶模式，实时分配电动机和内燃机所需的能量，使二者在最优工作区间内协同作业，实现最佳的燃油经济性和动力性能。
2. 能量回收策略：在制动过程中采用能量回收技术，将动能转化为电能储存到电池中，提高能量利用效率。
3. 能量管理策略：通过控制电池的充放电过程、内燃机的启停和功率输出等，实现车辆能量的平衡和优化，提高能量利用效率和延长电池寿命。
4. 驾驶建议策略：根据当前行驶条件和车辆能量状态，提供驾驶建议，引导驾驶员选择最优的驾驶模式和行驶路线，实现最佳的燃油经济性和驾驶舒适性。
综上所述，混合动力汽车能量管理控制策略是实现混合动力汽车节能减排和提高驾驶体验的重要手段，其有效实施可以为混合动力汽车的发展带来巨大的推动力。
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汽车混合动力控制策略概述.doc
摘要迫于能源危机和环境保护两大压力，混合动力电动汽车在全世界范围内得到大力发展。
混合动力电动汽车(HEV)可以视为是传统燃油汽车向纯电池电动汽车的转变时期，由电动机和内燃机结合使用的一种过渡车型。
它虽然没有实现零排放，但在电动汽车的储能部件—电池没有根本性突破以前，其所能达到的动力性、经济性和排放指标是缓解汽车需求与环境污染及石油短缺矛盾日益尖锐的理想途径之一。
控制策略是混合动力汽车运行的核心。
混合电动汽车是一种准环保型的车辆，其能源装置通常由发动机，电池和电机组合而成。
它能根据不同的行驶工况，实现单能源或多能源联合驱动方式，达到减少油耗和排放的最终目的。
因此，在整车配置确定的前提下，如何实现多种动力源的协调工作，是混合电动汽车能源管理核心之一。
本课题由于内容十分宽广，再加上本人本科阶段学习理论水平有限，故将本课题研究内容适当缩小。
故本课题通过现今主流的控制策略分析，对同一车型在ADVISOR软件内置不同控制策略的比较仿真，寻找城市路况下比较可行的控制策略。
关键词；汽车混合动力，控制策略，仿真，ADVISORABSTRACTForced the two pressure of Energy crisis and environmental protection，Hybrid electric vehicles are actively developed in the world. Hybrid electric vehicle (HEV) can be regarded as the period of change from a traditional fuel cell cars to pure electric，and it is a transitional model that combined with electric motors and internal combustion engine. Although it does not achieve zero emissions，before the energy storage components in electric cars - Battery had no fundamental breakthrough，What power，economy and emission targets can be achieved is one of the increasingly acute and good way through mitigation of environmental pollution and automobile demand and conflict between the oil shortage.Control strategy is the core operation of hybrid vehicles. Hybrid electric vehicle is a standards of environmental protection mode vehicles，the energy unit is usually combinde with the engine，batteries and motor. According to different driving conditions，It can realize single-energy or energy co-driven approach to reducing fuel consumption and emissions of the ultimate goal. Therefore，before determining the vehicle configurations ，How to achieve the coordination of a variety of power sources，hybrid electric vehicle energy management is one of the core.As the content of this topic is very broad，together with my undergraduate level of learning theory is limited，the contents of this paper of the appropriate reduced.Therefore，this paper builds the same simulation model to get comparison of different control strategies by ADVISOR，based on the current popular control strategy . To find control strategy in the urban operation condition.Key words：hybrid control strategy，simulation，ADVISOR目录1 绪论-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------11.1混合动力汽车研究背景-----------------------------------------------------------------------------------11.2国内外混合动力发展状况-------------------------------------------------------------------------------21.3混合动力汽车控制策略的研究现状------------------------------------------------------------------2 1.4 本文主要研究内容------------------------------------------------------------------------------4 2混合动力系统分类与选择--------------------------------------------------------------------------------52.1混合动力汽车的类型及特点---------------------------------------------------------------------------52.1.1 串联式混合动力结构与性能特点-----------------------------------------------------------52.1.2 并联式混合动力结构与性能特点-----------------------------------------------------------52.1.3 混联式混合动力结构与性能特点-----------------------------------------------------------62.2 混合动力汽车混合度-----------------------------------------------------------------------------------82.3电池的能量存储及电池管理系统-------------------------------------------------------------------8 3混合动力汽车控制策略研究-------------------------------------------------------------------------103.1混合动力汽车控制策略的设计要求--------------------------------------------------------------103.2混合动力汽车控制策略-------------------------------------------------------------------------------103.2.1串联型混合动力汽车的控制策略---------------------------------------------------------103.2.2并联型混合动力汽车的控制策略---------------------------------------------------------113.2.3混联型混合动力汽车的控制策略---------------------------------------------------------13 4基于ADVISOR的仿真及分析--------------------------------------------------------------------------154.1 ADVISOR仿真软件简介-------------------------------------------------------------------------------154.2混合动力汽车仿真方法-------------------------------------------------------------------------------164.2.1前向仿真法----------------------------------------------------------------------------------------164.2.2 后向仿真法---------------------------------------------------------------------------------------164.3 ADVISOR中混合动力汽车主要部件的建模实现---------------------------------------------174.3.1仿真模型选择-------------------------------------------------------------------------------------174.3.2仿真模型主要部件选择-----------------------------------------------------------------------174.4仿真结果对比---------------------------------------------------------------------------------------------194.4.1 Prius车辆和Conventional车辆动力性对比-------------------------------------194.4.2 Prius车辆和Conventional车辆排放性对比-------------------------------------214.4.3 Prius车辆和Conventional车辆燃油经济性对比------------------------------225 ADVISOR中控制策略对比仿真------------------------------------------------------------------------245.1 并联控制策略------------------------------------------------------------------------------------------245.2 电辅助控制---------------------------------------------------------------------------------------------245.3 模糊控制策略------------------------------------------------------------------------------------------255.4 不同策略仿真对比-----------------------------------------------------------------------------------265.4.1 建模和部件参数选择-------------------------------------------------------------------------265.4.2 策略性能仿真-----------------------------------------------------------------------------------275.5 小结------------------------------------------------------------------------------------------------------306 总结----------------------------------------------------------------------------------------------------------------31参考文献--------------------------------------------------------------------------------------------------------------32致谢----------------------------------------------------------------------------------------------------------------331 绪论1.1混合动力汽车研究背景迫于能源危机和环境保护两大压力，混合动力电动汽车在全世界范围内得到大力发展。
混合动力汽车的控制策略
FRONTIER DISCUSSION | 前沿探讨混合动力汽车的控制策略胡红霞北汽福田汽车股份有限公司 北京市 102206摘 要： 混合动力汽车要适应社会发展的需要，具备高性能，就必须完善其控制策略。
目前混合动力电动汽车的控制策略并不是完美的,需要进行完善和补充。
控制的目的往往是为了给企业带来更高的经济效益，保证混合汽车行业能够长久健康地发展下去。
本文就混合动力汽车的系统类型进行分析，并对控制策略加以讨论，旨在让电机、电池和传输系统实现最佳匹配。
关键词：混合动力汽车；策略；系统近年来，随着现代交通系统的不断完善，汽车已经成为人们出行的首选。
电动汽车作为一种承载清洁能源、环境友好、自然消耗率低的新兴汽车，已经吸引了许多企业。
如今，混合动力汽车的发展如此之快，以至于许多汽车制造商将其视为公司发展的一个新的战略位置。
混合动力电动汽车具有丰富的产品类型，根据其运作原理和结构的不同，一般有串联、并联以及混合型。
本文主要分析了混合动力车的分类和控制策略。
1 混合动力汽车的分类混合动力汽车是指汽车上同时装备有电力驱动系统和辅助动力单元的车辆。
混合动力电动汽车结合了原动机、电动机和能源存储设备，将这些结构灵巧地组合在一起，在互不干扰的前提下发挥出动力混合的优势，让汽车能够优先选择最佳的频率，与此同时还能减少气体污染，具有最实用的低排放和低油耗汽车的发展意义。
目前，全世界都在致力于开发不同结构形式的混合动力汽车。
下面我们分析混合动力车内部驱动结构的三种基本类型。
1.1 串联系统这类结构中的电力驱动系统和辅助动力单元是由原动机和发电机组成的。
驱动的一系列装置是递进作业的关系，发电机先进行发电，然后电能流经控制器使电机运作起来，汽车即可启动。
串联系统结构中的电池可以控制机器的功率，对其工作状态加以平衡，让输入输出的功率处在合理的范围内，保障机器的平稳运行。
比如发电机发电量超出了预期，那么多余电量就能被电池吸收，变相给电池充电；发电机不足时，电池则会释放电能，补足发电机的发电量，让机器能够正常运行，确保了系统的平衡。
混合动力汽车的最优控制策略设计
本科毕业设计（论文）学院(部) 机电工程学院题目混合动力汽车的最优控制策略设计年级2014级专业电气工程及其自动化班级14电气学号1429402061姓名陈曦指导老师黄俊职称副教授论文提交日期目录摘要 (1)Abstract (2)第一章引言 (3)1.1 混合动力汽车的进展背景和现状 (3)1.2混合动力汽车的分类 (3)1.2.1串联式混合动力汽车 (3)1.2.2并联式混合动力汽车 (4)1.2.3混联式混合动力汽车 (4)1.3本文主要内容 (5)第二章混合动力汽车的建模 (6)2.1混合动力汽车的工作原理 (6)2.2混合动力汽车行驶模型 (6)2.2.1混合动力汽车的数学模型 (6)2.2.2混合动力汽车的Simulink模型 (7)第三章控制器 (8)3.1 最优控制理论 (8)3.2 混合动力汽车的控制器设计 (8)第四章观测器 (10)4.1 观测器理论 (10)4.2 基于控制律的观测器设计 (10)4.3 观测器的仿真实现 (11)第五章结论 (16)参考文献 (17)致谢 (18)摘要随着全球环境问题和石油资源紧缺日益突出，当前普遍使用的燃油动力汽车由于动力使用效率地下以及存在废气排放的弊病，越来越多的汽车厂商投入到新能源汽车的研发。
由于短时间内电动汽车存在许多无法解决的技术问题，混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle , HEV）成为目前的进展主流。
90年代以来，混合动力汽车取得了阶段性的进展，诸多高新技术的研发使得其性能指标基本达到了燃油汽车的水平，如丰田、日产、本田等汽车研发企业已经对混合动力汽车进行批量生产。
由于其不但具有环保节能的特点，又有着足够的动力和较好的经济性，混合动力汽车将会是目前汽车开发的主流方向。
围围着优化混合动力系统的能量治理策略以及提高燃油经济性，本文主要研究内容为：首先，本文对于混合动力汽车进行仿真建模，建立了整车模型。
接着确定最优控制目标驾驶平顺性，并根据最优控制理论得到最优控制律，设计控制器。
浅谈混合动力汽车控制策略
浅谈混合动力汽车工作模式和控制策略王志杰（福建信息职业技术学院福州，350003）摘要：依据混合动力电动汽车发展现状,介绍串联式、并联式和混联式的混合动力电动汽车的槪况探讨三种结构方式下的工作模式及其能量流动和几种典型控制策略。
关键词：混合动力汽车；HEV ;控制策略；0前言近几十年来，世界各国汽车工业都一直而对能源安全与环境保护两大挑战，为此，各国政府纷纷制定相应的对策，力图开发新一代的淸洁节能型汽车。
从上世纪90年代开始，全球各大汽公司首先把目光投放到电动汽车研究上，但由于车用蓄电池的能量密度低、质量较大，使得纯电动汽车的续驶里程短且成本较高，很难实现市场化，而混合动力汽车的出现正好解决了这一难题。
混合动力汽车（Hybrid-Electric Vehicel,缩写HEV）是将电动机与辅助动力单元组合在一俩汽车上做驱动力，辅助动力单元实际上是一台小型燃料发动机或动力发电机组。
混合动力汽车结合了传统和电动驱动系统的特点，即明显减少汽车排放和降低油耗，又有大的行程。
控制策略是混合动力汽车的核心，它根据驾驶员意图和行驶工况，协调各部件间的能虽:流动合理进行动力分配，优化车载能源, 提髙整车经济性，适当降低排放，并在不牺牲整车性能的况下，实现两者之间的折中优化。
本文就混合动力汽车工作模式、能疑流动和控制策略作了初步的论述，使人们对混合动力汽车技术有一定了解。
1混合动力汽车技术1.1串联式混合动力汽车串联式混合动力电动汽车由发动机、发电机和电动机三大主要部件总成组成。
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，来延长混介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驱动电动汽车，使混合动力电动汽车在零污染状态下行驶。
1.1.1工作模式及其能量流动1.1.1.1纯蓄电池模式当混合动力汽车负荷小（空载）时，由电池驱动电动机带动车轮转动，此时的能量流IWI驱动轴rwiA-电动机4 控制器**发电机卜整流换L 流器r]:机械魁蓄电池内燃机1 ------- 1:机械能:电能驱动轴车轮电动机控制器M蓄电池内燃机发电机整流换流器动如图1所示。
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10.16638/ki.1671-7988.2018.18.014混合动力重型卡车构型方案与控制策略简述张文博，杨志刚，晏强（陕西重型汽车有限公司，陕西西安710200）摘要：近年来，混合动力汽车以其低油耗、低排放、续航里程长和生产成本相对较低等优势，成为了国内外汽车行业研究的热点。
据此，预测我国重卡行业在混合动力车型上的研发也将迅速发展。
混合动力重型卡车作为研发技术具有代表性的新能源车型，文章通过对其构型方案、计算模型和控制策略的简要论述，提出了一些适合重型卡车的混合动力技术路线的开发思路。
关键词：混合动力；构型方案；计算模型；控制策略中图分类号：U469.7 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2018)18-36-04Configuration Scheme and Control Strategy of Hybrid Heavy TruckZhang Wenbo, Yang Zhigang, Yan Qiang( Shaanxi Heavy Duty Automobile Co. Ltd., Shaanxi Xi'an 710200 )Abstract: In recent years, HEV has become a research hotspot in the automotive industry at home and abroad due to its advantages of low fuel consumption, low emission, long endurance mileage and relatively low production cost. It is predicted that the R&D of heavy truck industry in China will also develop rapidly. As a representative new energy vehicle, this paper discusses the configuration scheme, computational model and control strategy of hybrid heavy truck, and puts forward some development ideas suitable for hybrid heavy truck.Keywords: Hybrid; Configuration Scheme; Computational model; Control StrategyCLC NO.: U469.7 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2018)18-36-04引言汽车产业的迅猛发展，使全世界范围内的汽车保有量迅速增加，汽车数量的增加、能源的消耗又加剧了尾气排放对大气的污染。
汽车发展引发的环境问题和能源危机，使人们对新能源汽车技术的关注度日益增加。
新能源汽车主要包括纯电动汽车、混合电动汽车、燃料电池汽车、太阳能汽车以及其他动力类型汽车。
尽管纯电动汽车是理想的交通工具，但是纯电动汽车的能源——电池，具有比质量大、比价格高的缺点，电池的成本、充电时间、寿命和电解液污染等问题限制了电动汽车的发展。
燃料电池的成本高、氢的储存和运输存在技术问题，所以燃料电池汽车的应用也很少。
混动技术不受上述问题限制。
近年来，混合动力汽车以其低油耗、低排放、续航里程长和生产成本相对较低等优势，成为了国际汽车界的研究热点。
混合动力汽车融合了纯电动汽车和传统内燃机汽车的优点，是目前技术条件下最具发展潜力和产业化前景的新能源汽车。
由于混合动力汽车结构复杂，开发混合动力汽车所涉及的构型分析、参数匹配、节能分析、电池技术、电控技术等关键技术，基本上涵盖了大多数其他新能源汽车研发过程中的通用关键技术。
因此，混合动力汽车关键技术在整个新能源汽车领域中最具代表性。
相对于家用轿车、乘用客车，国内混合动力重型卡车发展较晚，属于刚刚起步阶段，但必将迅速发展，开发过程理论设计和相关技术可借鉴混合动力乘用汽车开发经验。
本文作者简介：张文博，就职于陕西重型汽车有限公司汽车工程研究院。
36张文博 等：混合动力重型卡车构型方案与控制策略简述37通过对混合动力重型卡车构型方案、计算模型和控制策略的简要论述，提出了一些适合重型卡车的混合动力技术路线的开发思路。
1 混合动力重型卡车构型方案与特点1.1 混合动力重型卡车构型分类与乘用车一样，混合动力重型卡车构型有两种不同的分类方法：一、按照电能与传统能源的混合度，即驱动电机输出功率在整个动力系统输出功率的占比，分为：弱混、中混和强混，如表1所示；二、按照动力系统的结构类型及连接关系，分为：串联式、并联式和混联式。
表1 混合动力重卡按混合度分类其中串联式构型卡车发动机与车轮之间没有直接的机械连接，发动机提供能量为电池充电或者直接为电动机提供能量，控制发动机相对容易，但由于工作过程中存在二次能量转换，其传动效率低。
并联式构型卡车发动机通过机械路径与车轮相连，发动机和电动机分别或者同时驱动，当再生制动环节或者发动机产生的能量超过驱动汽车行驶所需要的能量时，电动机像发电机一样给电池组充电。
并联式构型不能实现发动机与路载之间的解耦，动力系统的控制难度相对较大，但节能效果明显，适合应用于长途物流运输车。
混联式构型卡车综合了串联和并联构型的优势，具备最大限度地提高整车的燃油经济性潜能，但控制十分复杂，成本更加昂贵。
1.2 三种构型方案的特点1.2.1 串联式串联式混合动力汽车由发动机、发电机和电动机三大主要部件组成。
这三个动力源通过串联的方式连接在一起，其结构原理如图1所示。
发动机仅用于驱动发电机发电，并不直接驱动卡车。
发电机所发出的电能供给电动机来驱动整车行驶或者存储于动力电池中。
图1 串联式混合动力发动机和发电机组成一个能量转化系统，将化学能转化为电动机需要的电能。
当发动机输出的功率超过汽车行驶所需要的功率时，多余的能量被用来向动力电池充电，电动机直接驱动是唯一驱动模式。
这就使发动机从路面负荷中解耦出来，能够在很大程度上减少发动机工作区间的变换频率，使控制发动机的工作状态变得相对容易，发动机可以经常保持在稳定、高效、低污染的工作区间。
但是，发动机输出的机械能由发动机转化为电能，再由电动机将电能转化为机械能用以驱动卡车，经过两次能量转换，中间伴随着能量的损失。
因此，一般只有在两种情况下才会选用串联式构型：（1）用于驱动能绝大部分来源于动力电池，发动机仅用于增加续驶里程的电动车；（2）发动机和电动机的综合效率超过传统能源车辆的动力传动水平。
1.2.2 并联式并联式混合动力驱动系统中，发动机和电动机通过动力耦合装置同时与驱动轴相接，按照动力源之间的连接关系，并联式构型可分为驱动力结合式、单轴转矩结合式、双轴转矩结合式和转速结合式四种，如图2所示。
图2-1 驱动力结合式并联混合动力 图2-2 单轴转矩结合式并联混合动力图2-3 双轴转矩结合式并联混合动力 图2-4 转速结合式并联混合动力图2 并联混合动力图与串联式相比，并联式结构具有一些明显优点：电池组容量较低，动力电池的质量和成本也就相应降低；通过优化控制策略，可使发动机以机械方式直接驱动车辆，这一传递路径减少了能量多次转换所造成的损失；当车辆所需功率较大，发动机工作状况恶化时，由动力电池及电动机通过向车辆提供补充动力来避免发动机工作区域的大幅变化，使发动机稳定工作在经济区间。
并联式混合动力汽车的工作模式及能量流动有多种不同形式，其工作模式可以分为以下四种：纯电动模式：当车辆起步或者低速行驶时关闭发动机，此时用动态特性好的电动机单独驱动车辆，能够使发动机避开低效、高排放量工作区，提高整车燃油经济性，降低排放。
发动机单独驱动：当车辆以高速平稳运行时，可由发动机单独工作。
在这种模式下，发动机工作在高效区，燃油经汽车实用技术38 济性好，发动机直驱，传动效率高。
联合驱动模式：车辆急加速或者爬坡时对动力性要求较高，此时发动机和电动机均处于工作状态，电动机作为辅助动力源，提供车辆所需的功率。
制动能量回收模式：当卡车减速或者制动时，利用电动机反拖作用不仅可以有效的辅助制动，还可以使电动机以发电机模式工作，给动力电池充电，将回收的制动能量储存于动力电池中，在必要时释放出驱动汽车行驶，使整车能量利用率提高。
1.2.3 混联式混联式构型综合了串联和并联的优点，如图3所示，其三个动力源之间具有更多的动力匹配方式，车辆具有多种工作模式，从而保证了混合动力系统在复杂工况下仍能实现最佳动力匹配。
但混联式动力总成结构利用行星齿轮组作为动力耦合结构，对控制策略的要求比较苛刻，同时整车布置难度较大，解决这些难题后，混联将更具价值。
图3 混联式混合动力2 混合动力重型卡车能量计算模型机械传动系统及发动机能量分析模型，可应用于传统能源的重型卡车能量消耗计算，而对于混合动力重型卡车，还需要建立电系统（包括电机、逆变器及电池）的能量计算模型。
混合动力车辆的能量消耗是通过各动力总成的功率积分计算得到的，因此，能量计算以研究其功率流为基础。
下文以技术成熟、适合应用于重型卡车的并联式构型进行说明。
图4 并联式混合动力重卡功率流并联式混合动力重型卡车功率流如图4所示，v 、h 为工况要求的车速和坡度，a 、ω为工况车速计算的车辆加速度和传动系统转速，P wh 为基于汽车动力学方程f v 由车速、加速度、坡度计算的车轮功率需求，P brake 为车轮制动功率，P dl 为机械驱动系统功率要求，f dl 为机械驱动系统功率损失函数，P t 为动力源总成功率需求，P e 、P m 、P s 分别为发动机、电机和电池的功率需求，f e 、f m 、f s 分别为发动机燃油消耗函数、电机效率函数和电池效率函数，E 为电池能量。
在上述功率流中，汽车动力学模型通过运行工况的车速和坡度需求计算整车驱动力，该需求驱动力传递到车轮时，受地面附着极限限制。
因此，混合动力重型卡车能量计算模型包括整车动力学建模、车轮能量建模、机械传动系统建模、发动机能量建模、电机能量建模、电机逆变器建模和动力电池建模等。
与传统能源车型建模相同或相近的计算模型部分，本文不再赘述，重点选择电机、逆变器、动力电池计算模型进行说明。
2.1 电机能量计算模型以直流电机为例，电机的感应电动势与转矩满足如下关系：E=K 1I f ωr （1） T m =K 1I f I a （2） 式中，ωr 为电机转子转速，I f 、I a 分别为电机定子、转子电流，E 为电机感应电动势，T m 为电机转矩，K 1为电机结构参数常量。