整车控制策略

其缺点为： 由于安装两套动
力系统，整个传动系统的质量较 大； 系统结构复杂，对控制单元 要求高，因而成本昂贵。
并联式混合动力电动汽车动力流程图
混联式混合动力电动汽车
综合了串联式和并联式混合动力电 动汽车的结构组成，主要由发动机、 发电机和驱动电动机三大动力总成 组成，发动机可以基本保持稳定、 高效、节能的运转，发电机和电池 供给驱动电动机电能以驱动电动汽 车行驶。 相对于串联式而言，混联式混合 动力系统可以实现发动机动力直接 输出，提高了能量的利用效率;相对 于并联式而言，混联式混合动力系 统的发动机和传动系统没有固定的 机械连接，这种结构使得发动机可 以独立工作，不受外界工况的影响， 获得较高的经济性和排放性能。
2、 以功率为主要参数的控制策略
当车轮平均功率低于某设定值时，汽车由电动机单独驱动;当车轮平均 功率高于该设定值时，此时有利于发动机有效工作，因而发动机被启动， 电动机则停止运行。一旦车轮平均功率超过发动机所能提供的功率时，电 动机启动，辅助发动机提供额外的功率。
3、以混合度为目标的控制策略
采用这种控制策略的混合动力汽车装备了小功率电机和小容量的蓄电 池组，使蓄电池组的成本和质量减少到最小程度。在这种策略中，电动机 一般仅仅只在汽车急加速时才启动，辅助发动机向车轮提供加速所需的功 率。而汽车的一般行驶工况则由一个小排量的发动机单独驱动，并在蓄电 池组SOC下降到一定程度时为其充电，这进一步提高了发动机的负荷率。 当汽车减速时，蓄电池组吸收制动能量而充电 4、以效率为目 标的控制策略 这种控制策略，它考虑了发动机的燃油消耗或者整体效率，在每一时间步 都根据这一规则将转矩需求合理的分配给发动机和电机，以到达优化发动机 和电动机的工作状况的目的。
• 整车控制包括动力分配、能量管理、排放控制、再生制动等一系列控制过
程，它们直接关系到整车的经济性、动力性和排放性。
• 整车控制策略是以数学建模的方式，把控制过程模块化。而且优化控制策
略，建立精确的数学模型，对整车各项参数进行匹配。 模型的建立需要通过台架试验和道路试验的检验。台架试验是把载入控制 策略的控制器应用到试验台架上，在台架上完成简单工况的试验。然后再把 完善后的控制器应用到实车上，进行道路试验。在道路试验中，对于各种工 况进行实时仿真。
控制策略
串联型混合动力汽车的两种基本的控制模式：
1)恒温器控制模式 当蓄电池SOC降到设定的低门限值时,发动机起动,在最低油耗(或排 放)点按恒功率输出,一部分功率用于满足车轮驱动要求;另一部分功率向蓄 电池充电。而当蓄电池组SOC上升到所设定的高门限值时,发动机关闭,由 电机驱动车轮。 2)功率跟随控制模式。 采用自动无级变速器CVT,通过调节CVT速比,控制发动机沿最小油耗 曲线运行,发动机的功率紧紧跟随车轮功率的变化,这与传统的汽车运行相 似。采用这种控制策略,蓄电池工作循环将消失,与充放电有关的蓄电池组 损失被减少到最低程度。
•
执行快速的指令系统；多寄存器，方便的程序指令;丰富的外设装置。
控制器要求具有高工作能力，高数据吞吐量，低工作电压，低功耗;高效率、
控制理论
混合动力总成的控制策略通常有四种: 逻辑门限值控制、动态自适应控制、逻辑模糊控制、神 经网络控制。后三种控制方法对目标的改善效果在很大程度
上依赖于发动机的动态模型的精度和运行数据的实时快速检测 的精度,精度的偏差可能会导致目标效果急剧恶化。因此,在目 前的情况下,国内外成型混合动力的样车和产品车大多采用逻 辑门限值控制方法。
关于整车控制的汇报
混合动力电动汽车
国际电子技术 委员会： 在特定工作条件下，可以从两种 或两种以上的能量存储器、能量源或能量转化器中获取驱动能 量的汽车。其中至少一种存储器或转化器要安装在汽车上。混 合动力电动汽车（HEV）至少一种存储器、能量源或能量转化 器可以传递电能。 根据HEV零部件的种类、数量和连接关系可以 将HEV的动 力系统分为三种基本结构类型: 串联式、 并联式和混联式。
模糊逻辑控制器
6、基于转矩的 控制策略
这种控制策略的核心思想是让发动机始终工作在最优状况下，使 用电机吸收或放出功率来调节实际功率需求。这里转矩的定义是加速踏 板的位置，更大的油门表示更高的转矩，这里还包括产生的实际的加速 度带来的修正。这种控制策略遵循以下基本法则: ( 1 )在起步阶段，可以使用电机工作，这是耗电型；也可以启动发动机 运行，这时由于需求的功率较小，多余的功率可以带动发电机来发电， 这是发电型。 ( 2)在正常行驶阶段，发动机总是按固定模式运行，电机吸收或放出功 率来调节转矩。 ( 3 )换档时使用电机来主动同步，这样可以让换档过程平稳过渡。 ( 4 ) 停车时， 可以让发动机处于发电或者停机两种状态， 以便于根据 当时的SOC的状态来进行选择。 ( 5)制动时回收制动能量，这时让发动机怠速，电池只接收制动回收的 能量，这样做有利于保护电池。 ( 6)电池的电量维持在0 . 4 ~0 . 8 的范围内变化，当电量充满时让发动 机停机。 ( 7 )发动机沿最优效率曲线工作。
丰田 Prius 混合动力汽车驱动系统 丰田P r i u s 采用了特有的丰田混合动 力系统( T H S .) .它结合了汽油机与电动机 两种动力系统，通过串一并混联式的动力组 合方式，根据车速和负荷要求，实现两种车 载能源所提供的功率比，保证汽车按最有效 的工作模式运行。
整车控制器和控制策略
5 、模糊控制策略
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。 图所示为模糊逻辑控制器工作原理。3 个模糊输入分别是: ( 1 )电池组目前的充电状态S O C .范 围为0 ~1 ； ( 2 )请求转矩范围为0 ~1 。只有当请 求转矩大于零时才经由模糊控制器控 制，当请求转矩小于零时则直接通过 制动能回收控制器进行控制。 ( 3 )电机的转速范围为0~1 。模糊控制 器输出为电机的充电转矩。发动机的 转矩等于总的请求转矩减去电机提供 的转矩。
并联控制策略
一般的控制策略通常是根据电池的 SOC、驾驶员的加速踏板位置、 车速和驱动轮的平均功率等参数，按照一定的规则使发动机和电动机输出 相应的转矩( 或功率) ，以满足驱动轮驱动力矩的要求。
1、以 车速为主要参数的 控制策略
它利用车速大小作为控制的依据。当汽车车速低于所设定的车速时， 由电机单独驱动车轮；当车速高于所设定的车速时，电机停止驱动，而 由发动机驱动车轮;当车轮负荷比较大时，则由发动机和电动机联合驱 动车轮。 在这种控制策略中， 发动机启动的设定车速可以设计为一个定 值。对于荷电消耗型混合动力汽车，设定车速愈低，汽车一次充电的续 驶里程愈长。
串联式混合动力电动汽车动力
总成由发动机、发电机和驱动电机三大 主要部件组成。
其优点为：
发动机总是在最佳工况下驱动发电 机，因此效率高，有一定节能效果，排 放低，污染少； 安装了发动机—发电机 组，源源不断地将电能输送给牵引电机， 与电动汽车相比行驶里程有显著的提高； 控制系统功能、结构比较简单， 特别是发电机运行的控制只需根据蓄电 池充放电状态决定发电或停止。
串联式混合动力汽车动力流程图
其缺点为： 由于能量传递需要两个
转换（机械能—电能—机械能） ，增加 了中间环节，所以其总体效率较低； 多 一台发电机，使得动力系统的总体质量 较大。
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，有多种来自合形式，根据需 要选用。其优点为：
发动机可以单独驱动汽车， 发动机发出的机械能可以直接传 到驱动桥，以提高效率，降低能 量损失，减少燃油消耗； 采用电 动发电机可以空载发电，及时补 充蓄电池部分电能，延长蓄电池 续行里程。 在较大功率要求的场 合，两套系统可以同时驱动汽车， 由电机提供额外率，发动机工作 于理想工况区域； 两套系统都可 以单独工作，因而系统整体可靠 性较高。