现如今人们越来越关注混合动力汽车,对他进行了多方面的研究,但是不管在哪些方面都离不开控制策略。控制策略的目标是使发动机、电动机和蓄电池工
现如今人们越来越关注混合动力汽车,对他进行了多方面的研究,但是不管在哪些方面都离不开控制策略。控制策略的目标是使发动机、电动机和蓄电池工作在高效区,但是实现这一目标是一定要满足混合动力汽车的安全,还要满足汽车的动力性,最后再来进行能量的分配。
混合动力汽车在汽车的各部件的配置确定下来基础上,通过控制策略的制定来实现混合动力汽车低油耗和低排放的目标[16]。
1.7本文研究的主要内容
本文主要以某款混合动力汽车为研究对象,主要研究的内容:
(1)首先本文讲述了混合动力汽车的概念,在介绍中一点一点将模糊控制引入,最后将模糊控制运用到并联式混合动力汽车控制策略的研究中去,针对模糊控制策略作详细分析。
(2)对并联式混合动力汽车的各个模块进行介绍并且确定整车系统的参数,最后建立相应的模型。
(3)利用MATLAB仿真软件对发动机和电动机进行仿真测试,说明模糊控制的优点。
第二章动力系统特性与建模
2.1模糊逻辑在并联式混动力汽车上的应用
2.1.1模糊逻辑在现实生活中的运用
模糊控制虽然起源于西方,但是在西方发展的并不是很顺利,遇到了许多挫折发展不起来;然后转而出现在东方,最后是在日本得到了迅猛发展。在最近几年,模糊控制发展的更加迅速,人们对它的研究也越来越深入,这种控制已经被运用到智能系统中去了,这将是一个跨时代的运用[17]。
2.1.2传统控制策略存在的问题
在混合动力汽车刚刚被提出来并且被应用于实际生活中时,控制策略还是一个不能被解决的问题。当时主要被应用于汽车上的控制策略就是基于逻辑门限值的控制策略。这种控制策略只是在电动机和发动机中互相使用,并不能保证发动机工作在高效区,也不能保证整个车辆工作在最佳效率区,所以车辆达不到节能减排的目标[18]。只有当我们把目光放在发动机的最佳工作效率区时,车辆的油耗和排放才会得到大大的降低,当车辆需要大功率时,发动机单独工作又不能提供时,可以由电动机一起工作进行补充。
由于车辆行驶的道路状况和驱动条件都是非线性的,所以对于控制电动机什么时候产生辅助动力什么时候对蓄电池进行充电就变得十分复杂。但是,就一般而言,电动机在高速运转区域时,车辆的整体效率较高;在低速运转区域时整体效率较低,并且在中等偏大负荷时有最高的效率[19];电动机的效率是随着转速的变化而变化的,并且会变得越来越不均匀,它的工作点对整个车辆的效率影响就会越大。
2.1.3改进的方法
(1)根据发动机的最佳燃油经济性曲线的特性,我们可以将发动机的工作点范围向它的最佳效率曲线的上下两侧进行一定的拓展。我们可以从发动机的万有特性图上看出最佳燃油经济性曲线是一条横贯等燃油消耗率曲线的线,如果我们将发动机的工作点范围向其上下两侧进行小幅度的拓展,尤其是在发动机中高速运转区,它的油耗率任然是在低油耗率曲线包围的范围内,这样就可以减小因驾驶员需求转矩与最优曲线上的最优转矩偏差不大时而强行将发动机工作点靠近最优曲线而造成的电机调节过程中的能量损失。
(2)虽然影响电机工作转矩的因素有很多,如:自身转速、效率、电池端电压、放电电压等,所以不易对其工作转矩进行优化控制,而且驾驶员在总转矩一定的情况下,很难对发动机与电机的输出转矩同时进行优化管理,但可在对发动机转矩进行优化的过程中考虑进电机转速的影响[20]。所以根据以上的叙述,当我们的电动机工作在中高转速区域时,这个时候的电动机的工作效率一般较高,我们在保证发动机工作优化的前提下,可以让电动机多承担一些转矩需求。反之,我们就需要让电动机少承担一些转矩的需求。