混合动力汽车控制技术

清华大学汽车工程系 罗禹贡 2009年7月7日

§混合动力汽车分类 §混合动力汽车产品简介 §混合动力汽车节油原理 §整车控制技术

‡ 混合程度分类
● 微混合（micro hybrids） ● 轻度混合（mild hybrids） ● 全混合（full hybrids） ● 可外接充电式混合动力（plug－in hybrids）

‡ 结构分类 ● 串联式混合动力（series hybrids） ● 并联式混合动力（parallel hybrids） ● 混联式混合动力（series/parallel hybrids）

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● PRIUS
目前，全球累计销售102.8万辆

● LEXUS
● CAMERY

● 概念车INSIGHT

● CIVIC HYBRID

● ALTIMA
采用丰田公司的THS II 混合动力系统

●VOLT
雪佛兰Volt混合动力概念车属于插电式混合 动力车，它通过两个额定功率为40kW（最 大为 120kW ）轮边电机驱动前轮的驱动方 式，配合 1.0L 排量 3 缸涡轮增压汽油发动 机，以及最大输出功率为53kW的发电机。

●MALIBU
装备2.4升通用Ecotec VVT直列四缸发动机和由 36 伏电压驱动的电动机，匹配了通用为其开发 的Hydra-Matic 4T45四速自动变速器

●ESCAPE

●S400 BlueHybrid

●GOLF TDI Hybrid

●奔腾混合动力轿车

●CA6110混合动力客车

●EQ7200混合动力轿车

●EQ6110混合动力客车

●A31.3DISG

●勇士混合动力越野车

广汽AHEV混合动力MPV
江淮瑞风混合动力 MPV
哈弗混合动力SUV
荣威混合动力轿车

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‡ 哪些损失可以减少？？ ‡ 减少的途径是什么？？

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并联与混联 HEV 的控制算法
•
动态规划控制算法 实时优化控制算法 模糊控制算法
•
•

•
实时优化控制算法
120
120
充电 功率辅助
纯电动
发动机单独驱动
功率辅助但无法满足转据需求
100
100
转矩需求(Nm)
转矩需求(Nm)
80
80
60
60
40
40
20
20
0 10
120
15
20
25
30 35 车速(km/h)
40
45
50
0 10
15
20
25
30 35 车速(km/h)
40
45
50
120
100
100
转矩需求(Nm)
80
60
转矩需求 (Nm)
5 10 15 20 25 30 车速(km/h) 35 40 45 50
80
60
40
40
20
图 电池SOC分别为0.2、0.4、0.6、0.8时能量源工作状态分布（变速器置一档）
0 10 15 20 25 30 35 车速(km/h) 40 45 50
20
0

•
实时优化控制算法

•
模糊逻辑控制算法 ①
发动机/电机转速隶属度函数
车速隶属度函数
SOC=30%
SOC=50%
②
电池SOC隶属度函数 SOC=70%
③

并联与混联HEV的控制算法
基线制控制算法
优化控制算法

串联HEV控制算法
恒温器式控制算法
功率跟随式控制算法

混联HEV
后向模型 前向模型
EUDC
ECE
Modem_highway

并联HEV
后向模型 前向模型
EUDC
ECE
Hyzem_urban

硬件在环仿真试验平台
硬件在环仿真实验平台结构
Pictures of Test bench

双电机驱动工况的实验结果

串联式制动能量回收系统的控制算法研究
制动力分配模型
a
ad
实时优化算法
β2
u2
PI控制算法
k2 Ts + 1
k2 Ts + 1
x3
R
β
β1
u1
k1 Ts + 1
k Tm s + 1
x1
y
R
rm
+
-
kp +
ki s
k1 Ts + 1
+ +
+
1 rm
y
u
x2
k Tm + 1