混合动力汽车整车控制策略研究_张嘉君

混合动力汽车整车控制策略研究

张嘉君1,吴志新2,乔维高1

(1.武汉理工大学汽车工程学院,湖北武汉　430070;2.中国汽车技术研究中心,天津　300162)

摘　要:混合动力汽车整车控制策略是动力汽车的核心。本文综述当前混合动力汽车控制关键技术,分析应用于动力汽车的主要控制理论,提出整车控制策略研究的重点和突破方向,对混合动力汽车控制策略设计有借鉴意义。

关键词:混合动力汽车;控制策略;关键技术

中图分类号:U469.7 文献标识码:A 文章编号:100623331(2007)0420008204

R esearch on the Control Strategy of H ybrid Electric V ehicles

ZHANG Jia2jun1,WU Zhi2xin2,QIAO Wei2gao1

(1.Automobile Eng.School,Wuhan Univ.of Technol.,Wuhan430070,China;

2.China Automotive Technol.&Research Center,Tianjin300162,China)

Abstract:The control strategy is the core technique of the hybrid electric vehicle(H EV).In this paper,several key control techniques are provided,and the current main control theories are analyzed.Meanwhile,the research em2 phasis and breakthrough direction of the control strategy of H EV,which will have some help for the H EV design, are put forward.

K ey w ords:hybrid electric vehicle;control strategy;key technology

混合动力汽车(Hybrid Elect ric Vehicle,简称H EV)是指同时装备两种动力来源———热动力源(由传统的汽油机或者柴油机产生)与电动力源(电池与电动机)的汽车。通过合理复合动力系统,灵活调控整车功率流向,使发动机保持在综合性能最佳的区域工作,从而降低油耗与排放。美国的PN GV (Part nership for a New Generatio n of Vehicles)、欧洲的“The Car of Tomorrow”计划、日本的“Ad2 vanced Clean Energy Vehicle Project”以及我国的“清洁汽车行动”都正是基于H EV而制定的战略计划。“十一五”规划着力自主创新,混合动力技术可能是我国汽车行业自主创新的最大突破口,而在H EV关键技术中,整车控制策略占据着核心灵魂位置。1　概念与结构

混合动力汽车主要有串联(SH EV)、并联(P H EV)和混联(SP H EV)布置方式。与传统汽车的主要区别在于其多了电动机或发电机。不同混合动力之间的结构区别主要在于能量流向的不同。图1和图2给出了串联和并联混合动力汽车的能量流向。抽象的混合动力控制策略,就是通过合理规划整车在具体行驶工况中的不同动作,使整车能量高效合理地流动,且整车经济性、动力性、排放等各项指标达到最佳结合点。

图1　串联H EV特征能量流动

3　结束语

客车内部装饰是一项系统性、综合性的工程,所有的内部装饰都是为了给旅客提供一个安全、宽敞、清静、轻松、舒适的空间,有利于消除旅途中的疲劳。随着人们生活水平和欣赏能力的提高,它必将成为国内客车行业未来发展关注的焦点问题之一。内饰居室化、实现“人—车—环境”的和谐统一必将成为未来大中型客车内饰发展的总体趋势。

参考文献:

[1]朱启贤.中国客车内饰技术现状分析[J].客车技术与

研究,2006,(3):123.

[2]司康.现代汽车造型中的色彩心理探究及应用[J].交

通世界,2006,(11):71275.

修改稿日期:2007205208

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图2　并联H EV特征能量流动

由于各种混合动力电动汽车结构上的差异,因而需要不同的控制策略来调节和控制功率流从不同元件的流进和流出。采用不同控制策略的目的是为了实现不同的控制目标。具体来说,混合动力控制策略的控制目标主要有以下四个:燃油经济性、排放指标、系统成本、最佳驱动性能。

控制系统的目的就是要实现发动机运行在最佳的工作状态,以使油耗和排污最低,并尽可能充分利用发动机的能量,最大限度地吸收制动能量,尽量减少电池的能量消耗。目前,在控制策略的制定方面,基本控制机理都是将整个行车过程划分为巡航、加速、制动三个过程加以优化。而控制策略的实现都是建立在电动机、APU和电池的性能指标准确的评估之上的。因此,在既定控制策略下,各动力系统参数的准确性及其动态特性的优良成了策略实现的关键。控制策略的关键技术在于建立动态的驱动系统数学模型,这是参数匹配和优化控制策略的重点和难点。

2　主要技术构成

当前,动力汽车的关键技术细分有整车技术、系统匹配与集成技术、多能源管理与控制策略、电机技术、电池技术、试验与评估技术以及仪表总线等附件技术。要制定核心层面先进的整车控制策略,必须对各种部件主要敏感参数有深刻的理解。日本汽车研究院的一份报告[1]指出,在燃料动力汽车(FCEV)中,决定燃油经济性最敏感的因素是电池;而在串联、并联或混联(H EV)中,发动机电动机的关键参数及其合理匹配则更为重要。由表1给出的H EV节油理论值中也容易看出,对电机、发动机工作模式的合理切换与控制正是制定整车控制的目标所在。

表1 HEV节油理论值

项　目理论节油比(%)

选择较小发动机5～15

取消发动机怠速5～10

控制发动机在高效率区5～10

发动机断油控制5

适当增大电池SOC窗口3

制动能量回收5～12

系统总计30～50

当前,美国、欧洲和日本关于电动汽车控制方面先进技术主要有如下几种:

1)自适应性控制器。这种控制器自适应控制电动机和内燃机的输出功率,保持预先设定的关系去驱动车辆,以达到某种优化目标。Rover Group Limited的Farrall,Simon David发明了专利技术———关于车辆动力总成的控制(Cont rol of a Ve2 hicle Powert rain)。该动力总成由内燃机和电动机(由电池供电)组成,控制器利用存储在系统中的图表(通过模糊控制策略)来控制电动机和内燃机的输出转矩,以保证它们在整个动力系统中的贡献符合一定的关系,具有自适应功能。

2)精确数学模型模块。福特全球技术中心Da2 vis、George Carver等人发明了一种存有内燃机动力总成的数学模型的动力总成控制模块。该控制模块连续监测发动机各种参数的变化,利用这些参数在内燃机的每个循环实时控制入口气流、喷油时机、点火时间和ER G流的设定值,进而得到较好的效率和排放。

3)单部件保护技术。M ITSUBISH I MO TORS CORP.的IMA I SADAO和HORII YU SU KE发明了一种控制器来保护电池,称之为混合动力车能量产生控制器(Power Generation Controller For Hybrid Elect ric Vehicle)。在混合动力车上电池的充电能量来自于电动机再生制动产生的电能和发电机发电产生的电能。当电动机再生制动产生的电压高于电池的额定电压或电池的温度超出允许范围时,继续充电就会损坏电池或影响电池的寿命,此时控制器停止发电以保护电池。N ISSAN MO TOR CO.,L TD的KOM IYAMA SU SUMU和O KU RA KAZUMA等人发明的混合动力车控制器(Con2 t roller for Hybrid Elect ric Vehicle)解决了提供混合动力车电驱动用大功率电池充放电的控制问题。该技术用于由内燃机、电动机分别提供驱动力,启动电机提供引擎的启动力矩,两个电机由一组电池通过DC/DC变换提供能量,控制器主要根据混合动力车的运行状况以及电池的状态,改变DC/DC变换器的输出能量,以控制电动机的输出功率,保证整车的性能。这种方法在混合动力电动汽车中已普遍采用。

4)平滑偶合技术。N ISSAN MO TOR CO., L TD.ITORAMA H IRO YU KI和KITAJ IMA YA2 SU H IKO等发明了一种混合动力车控制装置(Con2 t rol Device for Hybrid Elect ric Vehicle)。该控制

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系统通过对混合动力车启动时的电机优化控制来加快引擎启动过程和防止电池兼容性的减退。这种混合动力车的动力总成由为启动和发电用的电机和内燃机连接在一起且相互可驱动。一个启动检测装置检测启动状态,一个旋转速度检测装置检测内燃机的速度,控制装置控制启动时电机的速度和转矩。当引擎脱离驱动系统启动时,控制装置根据电池的状态来决定电机的启动转矩,从而保证电池的状态和启动过程的兼容。这种方法克服了由于启动电流过大对电池的伤害。这种方法专门应用于启动电机的控制。

5)科学分配技术。Chrysler Corporation的Boberg,Evan S.和Gebby,Brian P.发明的关于混合动力车的热引擎和电机转矩分配策略技术(Heat Engine and Elect ric Motor Torque Dist ribu2 tion Strategy)提出了一种混合动力车动力总成系统的控制方法,包括电动机、内燃机转矩的分配控制方法。总的转矩由汽车加速踏板的位置、电池的SOC状态、内燃机和电动机所能提供的转矩等来确定。为了控制内燃机的排放,内燃机提供的转矩的上升速度必须严格按要求限制,其不足部分由电动机的输出转矩来补充。这种方法也在并联或混联混合动力电动汽车中已普遍采用。

3　控制机理与策略

3.1　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。后三种控制方法是通过实时采集大量的发动机运行资料计算发动机的最佳油耗点和最佳排放点,并在运行中实时跟踪数值的变化,因而,控制系统的软件和硬件都非常复杂。这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。

3.2　串联混合动力汽车的控制策略

串联型混合动力汽车的发动机与汽车行驶工况没有直接联系,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。以下介绍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]。在这种模式中蓄电池组要满足所有瞬时功率的要求,蓄电池组的过度循环所引起的损失可能会减少发动机优化所带来的好处。这种模式对发动机比较有利,而对蓄电池有更高的要求。

2)功率跟随控制模式。采用自动无级变速器CV T(Continuously Variable Transmission),通过调节CV T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。目前应用较多,但整车成本有所上升。

现在的研究趋势是将上述两种控制模式结合起来使用,同时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。例如,当汽车加速时,为了满足车轮驱动功率要求,降低对蓄电池的峰值功率要求,延长其工作寿命,可采用功率跟随模式;而当汽车车轮功率要求低时,为了避免发动机低效率工况的发生,可以采用恒温器模式,以提高整车系统的效率。

几种模式的选择中,都有电池SOC状态的评估。因此,电池SOC的准确估算及其高效区的合理评价,是整车控制策略得以正确实施的前提条件。

3.3　并联混合动力汽车的控制策略

由于结构和能量的并向流动因素,并联式混合动力汽车的控制策略比串联式复杂。其策略主要有以下几种:

1)车速因子控制策略[3]。这种控制策略是以车速为参考指标,将驱动模式分为电机单独驱动、发动机单独驱动及电机发动机联合驱动三种模式。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(如汽车急加速、爬陡坡或以较高车速爬坡时),则由发动机和电动机联合驱动车轮。此策略中,利用电动机低速大转矩的特性,有效避免了发动机的怠速及低负荷工况。在这种控制策略中,发动机起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,也有将设定车速设计为蓄电池组放电深度的函数。

美国K.L.Bulter等人提出了另一种基于速度的控制策略。汽车在低速行驶时,也是由电机单独

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驱动车轮;但当车速高于所设定的车速时,则采用混合驱动。此时,发动机保持在一个恒定的节气门开度运行,而由电机提供车轮所需的动态功率。通过提高发动机起动的设定车速并保持蓄电池组的SOC在驾驶循环前后不变,可以减少发动机工作的时间。这种控制策略可以明显减少汽车的排放,但电机及蓄电池组的功率较大,增加了整车自重和成本。对于采用上述控制策略的荷电维持型混合动力汽车,还需要监视蓄电池组的SOC。当SOC降到某一设定值以下时,无论此时车速多低,发动机将起动,同时一部分发动机功率通过发动机向蓄电池组充电。

2)功率因子控制策略。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,因而发动机被起动,电动机则停止运行。发动机起动的最佳时机是在变速器换档期间,这有助于获得平稳的驾驶性能。一旦车轮平均功率超过发动机所能提供的功率时,电动机起动,辅助发动机提供额外的功率。

在上述两种控制策略中,都存在发动机和电动机联合驱动的混合动力工况。这种工况一般出现在车轮平均功率很高的时侯(如急加速或以较高车速爬坡),其控制策略有以下几种模式:

①当加速踏板踩下时,发动机和电动机的功率按照一定比例同时增加,以满足汽车的高功率需求。

②电动机功率一直增加到其最大值,然后起动发动机以提供补充动力。

③发动机被控制在有较高功率的低油耗区稳定运行,而由电动机来提供所需的补充功率。上述两种控制策略都比较简单,但不能保证各部件得到最佳匹配,无法获得整车系统的最大效率,因此,优化技术被引入控制策略研究中。

3)工况优化控制策略[4]。法国学者Sebastien DZL PRA T和G ino PA GAN ELL I等人研究了带机械有级式变速器的并联型混合动力汽车在混合动力具体工况时的能量分配优化问题,建立了以电机转矩和变速器档位为优化变量、以给定循环工况下发动机油耗最小为目标的有约束优化计算模型。德国学者Ulrich Zoelch等人对带有i22CV T的并联型混合动力汽车作了研究,以汽车在一个给定驾驶循环工况中发动机油耗最小为目标函数,建立了包括CV T、电机效率在内的优化计算模型,利用动态优化技术对发动机、电动机(发电机)所应分配的转矩和CV T速比进行计算,并由此确定满足最小燃油量所需要的电机额定功率。该优化方法只能用于特定的驾驶循环,不能用于汽车的实时控制。KIA汽车公司的Chunho Kim等人提出以燃油经济性为目标的优化控制策略。该方法将电池输出功率转化为等效的燃油量,建立了基于有效燃油消耗率的优化模型,以发动机燃油消耗量最小为目标函数,得到随车速、电池组SOC和所需功率而变化的控制量(CV T速比、电动机转矩、发动机节气门)[5]。这种控制策略的实质是将发动机和电机控制在最佳效率区工作,从而达到最佳的燃油经济性。车辆若常在某一具体工况下运行,这种控制策略具有很高的应用价值。

4　结束语

1)混合动力汽车整车控制策略的制定与其结构形式有密切关联,基于具体运行工况可以优化为更先进的控制策略。

2)建立动态的驱动系统数学模型是整车控制技术研究的重点和难点。

3)SOC的实时准确估算是整车控制策略得以正确实施的保证,是未来混合动力汽车急待解决的关键技术。

4)针对不同操纵习惯及特定工况制定的动态切换复合工况是今后的发展趋势。

参考文献:

[1]Wu2Qiang Long,Kenji Morita and Nobuo Iwai.Anal2

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修改稿日期:2006210230

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电动汽车电机驱动控制策略研究

本科毕业设计（论文） () 论文题目：电动汽车电机驱动控制策略研究 本科生姓名：关海波学号：201211318 指导教师姓名：赵峰职称： 申请学位类别：工学学士专业：电力工程及管理 设计(论文)提交日期：（小四号楷体加黑）答辩日期：（小四号楷体加黑） 本科毕业设计(论文)

电动汽车电机驱动控制策略研究 姓名：关海波 学号：201211318 学院：新能源及动力工程学院专业班级：电力工程及管理1201班

指导教师：赵峰 完成日期： 兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity

摘要 本论文首先介绍了异步电动机的数学模型，通过坐标变换，得到了异步电动机的空间矢量等效电路。并由理想逆变器的8种开关状态入手，得到了理想逆变器的数学模型，建立了空间电压矢量的定义。并在此基础上对定子磁链和电磁转矩及空间电压矢量之间的关系进行了分析，阐述了六边形磁链轨迹和近似圆形磁链轨迹异步电动机直接转矩控制系统的结构和工作原理。 根据异步电动机直接转矩控制的工作原理，本论文在的平台下，分别搭建了六边形磁链轨迹和圆形磁链轨迹直接转矩控制系统模型。并对仿真结果进行了相应的分析，验证了异步电动机直接转矩控制策略的可行性。而且，对两种磁链轨迹直接转矩控制系统的优缺点及应用范围进行了比较。 本论文以电动汽车的电机驱动部分为研究对象，对于异步电动机的直接转矩控制技术进行了较为深入的理论研究，在电动汽车及其他相关领域的应用具有一定的参考价值。 关键词：电动汽车；电机驱动；直接转矩控制

, . . , . . , . a , a , . . ：，， 目录 摘要错误!未指定书签。 错误!未指定书签。 1 绪论错误!未指定书签。 1.1国内外电动汽车的发展及现状错误!未指定书签。 2 电动汽车电机驱动系统分析错误!未指定书签。 2.1电动汽车驱动电机的特殊要求错误!未指定书签。 2.2电动汽车电机驱动系统的分类及选择错误!未指定书签。

并联式式混合动力汽车的全速控制策略

并联式式混合动力汽车的全速控制策略 摘要：并联式混合动力汽车综合了传统汽车和电动汽车的优点，不仅具有低油耗、低排放等优点，而且续驶里程不受限制，是目前最有希望替代传统汽车的方案。因此，对混合动力汽车关键技术的研究具有非常重要的应用价值。利用瞬态优化控制策略，通过对发动机、电动机、电动机在不同功率进行分配组合，来确定混合动力系统最佳工作模式和工作点切换。本文利用混合动力汽车的数学模型，在MATLAB/Simulink环境中建立了前向仿真模型，进行整车控制策略的研究，并对全速范围的运行控制策略进行了验证。 关键词：并联式混合动力汽车 MATLAB/Simulink 全速范围1 引言 并联式混合动力电动汽车主要由发动机、电动/发电机、电池组、能量管理系统等部件组成，与串联式混合动力电动汽车不同的是，发动机和电动/发电机以机械能叠加的方式来驱动汽车，可以组合成不同的功率输出模式。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50%～100%，其能量利用率高。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的长些，但布置结构相对复杂，实现形式也多样化，其特

点更加接近内燃机汽车。并联式式混合动力驱动系统通常应用在小型混合动力电动汽车上。 因此，并联式驱动系统最适合在城市间道路和高速公路上行驶，工况稳定，发动机经济性和排放性都会有所改善，和混联式混合动力电动汽车相比较而言结构简单，价格也容易被广大消费者接受，因此，在电池技术问题没有得到很好的解决的情况下，它有望在不久的将来成为汽车商业的主流产品。 2 并联式式混合动力汽车的关键技术 混合动力汽车兼具传统燃油汽车和纯电动汽车的优点，是二者的完美结合，这个结合的纽带就是混合动力汽车的整车控制系统，整车控制系统的主要功能是进行整车能量管理和混合动力系统的控制。整车控制系统如同混合动力汽车的大脑，指挥各个系统的协调工作，以达到效率、排放和动力性的最优，同时兼顾行驶的平稳性。整车控制系统根据驾驶员的操作，如加速踏板、制动踏板、变速杆的操作等，判断驾驶员的意图，在满足驾驶需求的前提下，最优的分配电机、发动机、电池等动力部件的功率输出，实现能量的最优管理，使有限的燃油发挥最大的功效。 目前的混合动力汽车都不需要外部充电，因此，与传统汽车一样，混合动力汽车的能量全部来自于发动机的燃料燃烧所释放的热能，电机驱动所需的电能是燃料的热能在车

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电动汽车AFS与DYC集成控制策略研究79885824

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毕业论文 题目电动汽车AFS与DYC集成控制 策略研究

南京航空航天大学 本科毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）（题目：电动汽车AFS 与DYC集成控制策略研究）是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。尽本人所知，除了毕业设计（论文）中特别加以标注引用的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。 作者签名：2015年6月10日 （学号）：021130207

电动汽车AFS与DYC集成控制策略研究 摘要 汽车主动安全技术经过近几十年的发展，特别是主动前轮转向（Active Front Steering, AFS）和直接横摆力矩控制（Direct Yaw Control, DYC）技术已分别被普遍应用于传统内燃机汽车上，并极大地提高了汽车操纵稳定性。但随着电动汽车的大力发展，尤其轮毂电机技术取得突破性的进展，从而使电动汽车相对于传统内燃机汽车具有更好的可控性和灵活性，并能够为AFS和DYC技术提供更为广阔的技术平台。 然而，随着人们对主动安全技术的要求变得越来越高，从而，促进了AFS和DYC集成控制的发展。但是，现阶段的AFS和DYC集成控制方法存在较大的协调控制问题，即AFS和DYC 同时工作时，两者同时产生的横摆力矩会相互影响，不仅增加了系统负担，并且降低了控制效果。因此，针对AFS和DYC集成控制方式存在的协调控制问题，本文采用了分层控制方法进行了解决，并通过滑模变结构控制理论分别对AFS和DYC控制器进行了设计，从而使汽车轮胎的侧向力在线性范围时，主要通过AFS来实现期望的横摆力矩，当汽车轮胎的侧向力超出线性范围时，超出部分将由DYC来实现。 最后，在Simulink中搭建系统的仿真模型。分别在高低速下进行双移线仿真试验，并验证了集成控制方法能够有效地跟踪期望的横摆角速度，且能弥补单个控制器同时起作用时会产生相互影响的问题。 关键词：电动汽车，车辆稳定性控制，滑模控制，s imulink仿真

电动汽车智能充电系统控制策略研究

电动汽车智能充电系统控制策略研究 发表时间：2020-04-14T07:34:25.255Z 来源：《中国电业》（发电）》2020年第1期作者：王琦[导读] 本文以电动汽车以锂离子动力电池为分析对象，研究如何改进其快速充电方法。 西安麦格米特电气有限公司陕西省西安市 710075摘要：随着电动汽车的逐渐普及，电动汽车充电桩的大规模接入会对电网的运行规划产生重大影响。提出了一种以预约为前提条件，面向用户端的电动汽车智能充电控制策略。根据充电桩实时运行状态，结合对电动汽车充电时间的预测，并充分考虑用户需求，建立了电 网控制端—计算机处理终端—智能充电桩终端—电动汽车用户端之间的信息反馈系统数学模型。通过算例分析，结果表明：采用所提出的充电控制策略，可显著提高充电系统运营效率，适用于大规模电动汽车智能充电系统。 关键词：电动汽车；充电桩；控制策略；预约；信息反馈 引言 生活水平的提高，人们的出行生活越来越多地依赖于汽车，以致汽车拥有量不断增加，从而加重了车尾气造成的环境污染，另外汽车数量的增多也使石油等资源的利用度剧增，严重造成这些能源的紧缺。这种现象严重违背了当代汽车发展中的“节能环保”主题。因此，电动汽车因具有较高的性能、较低的尾气排放和较好的续航能力等优点受到众人的青睐。因此，如何快速高效而且低损地为动力电池充电不仅对电动汽车的发展具有重要意义，而且是对电动汽车发展的重大挑战。本文以电动汽车以锂离子动力电池为分析对象，研究如何改进其快速充电方法。 1充电系统的设计 充电系统的主要设计界面主要就是实现铅酸电池组在充电过程的设计，也就是说能够让电池在较短的时间内充满汽车所需要的电量，而在较短时间完成对蓄电池的充电，对蓄电池初始状态可以做出实时的监测，那么电池在最初状态做出了检测，确定了蓄电池组的负荷状态，同时在温度和内部两端电压两个方面，蓄电池的实时监测状态对蓄电池参数实施的采样；按照蓄电池的各项指标来讲，在智能充电的过程中，处理器可以分析当前的电路对蓄电池的接入情况，从而导致蓄电池性能状况和负载区域能力共同的显示在了LCD板上，之后智能充电对于故障时会经过GSM通信通过短信的方式回馈给车主人，让车主及时地做出应有的判断，从而实现了自动化、智能化汽车充电。智能充电的基本模块包括：LCD触摸板、电源模块、数据存储模块、GSM通信模块、声光报警模块、参数检测模块这六大模块。近些年电脉冲充电方式成了充电的首选方式，正脉冲充电过程中产生的脉冲会在负电极中产生的脉冲相抵消，那么这样的现象就使得极化现象的影响减少，可以在缩短充电时间的基础上，降低在速冲过程中的危害，从而达到了真正的高效率充电。 2智能充电装置 为进一步提高本系统的智能性，分布式智能充电装置除具备传统功能（包括充电、计量、保护等）外，还实现了：（1）移动终端控制功能，通过终端App即可对启停机进行控制，用户通过移动终端即可对符合充电条件的充电装置的启停状态进行实时控制；（2）上传充电信息，包括电压、电流、电量、费率、计费、工作状态、故障等在内的充电信息会在App界面实时显示，同时充电信息由充电装置完成到服务器的上传。充电装置的控制核心为负责完成指令控制与信息分发功能的MCU，选用CORTEX系列芯片（具备低功耗、高性价比优势）完成同Wi-Fi通信模块间的通信过程（通过串口、SPI总线）及与数字电能表间的通信过程（通过485总线），同存储单元则通过I2C总线完成通信过程，并通过驱动电路同接触器相连，充电电能输出通过MCU实现通断状态的控制。相关信息的上报（电流、功率、电能）及远程控制充电装置开关状态则通过低功耗的Wi-Fi通信模块同无线网关的数据通信实现。交流电通过电源转换模块完成到直流电（包含不同电压等级）的转换。 3充电装置智能系统的设计与实现 3.1硬件框架 硬件系统主要由中央主控板、读卡器、检测芯片、显示屏、通信设备等构成，接入电网电源（380V）为AC交流电源输入，由中央处理单元进行相关操作后（包括滤波、整流、稳压等）转换为可用直流电源以供电动汽车充电使用。用户需通过IC卡识别模块完成充电装置的激活过程，系统识别IC卡用户信息（通过读卡器）后可显示余额及个人信息。状态显示包括充电模式、电流、电压、充电状态等在内的信息。作为监控系统的核心主控板的主要功能在于控制充电过程的启动/关闭及实时监控，并将数据向后台实时传输，具备工业级的温度范围，主控板具备7个串口，下位机数据检测及采集模块同备显示功能的上位机CPU模块采用串行总线完成通信过程；具备一个以太网口，采用动态的SDRAM和NAND控制器。 通过监控保护单元的设计实现对充电装置状态（包括进线输入电压、充电电压/电流、接口连接状态、车载电池状态等）的实时监测，出现异常时可及时切断电源输出，以确保充电过程的安全可靠。建设过程中为确保阴湿天气情况下的正常运行，应选择镀锌钢板作为充电装置外体材料，在外体上链接一根接地线抑制共模效应。

ISG混合动力汽车整车控制器的设计

2009年(第31卷)第7期 汽　车　工　程Aut omotive Engineering 2009(Vol 131)No 17 2009123 ISG 混合动力汽车整车控制器的设计 3 3江苏省工业高技术研究项目(BG2004016)资助。 原稿收到日期为2008年11月4日,修改稿收到日期为2008年12月26日。 袁银南1 ,王　忠1 ,钱恒荣2 ,黄成海 2 (1.江苏大学汽车与交通工程学院,镇江　212013;2.一汽解放汽车公司无锡柴油机分公司,无锡　214026) [摘要]　根据I SG 用于带增压柴油机的混合动力汽车的特点,设计了基于C AN 总线的I SG 混合动力汽车的整 车控制器,包括硬件的模块化设计、C AN 总线的应用设计及针对废气涡轮增压柴油机的I SG 混合动力汽车控制策略设计,并且详细介绍了其硬件设计方法以及部分主要模块和算法的程序流程图。实验结果表明,该控制器功能强大、性能可靠,能准确实现带增压柴油机的I SG 混合动力汽车的整车控制策略。 关键词:混合动力电动汽车;集成式起动机/发电机;控制策略 Design of Vehicle Contr ol Unit for ISG Hybrid Electric Vehicle Y uan Y i n nan 1 ,W ang Zhong 1 ,Q i a n Hengrong 2 &Huang Chengha i 2 1.School of Auto m obile and Traffic Engineering,J iangsu U niversity,Zhenjiang 212013; 2.W uxi D iesel Engine W orks,FAW J iefang Auto m otive Co m pany,L td .,W uxi 214026 [Abstract]　Based on the features of integrated starter/generat or (I SG )when used in hybrid electric vehicles (HE V )with turbocharged diesel engine,a CAN bus 2based vehicle contr ol unit f or I SG HEV is designed,covering the modularized design of hardware,the app licati on design of CAN bus and the design of contr ol strategy of I SG HE V ,s pecifically ai m ed f or exhaust 2turbocharged diesel engine,with hardware design method and the p r ogra m fl ow chart of s ome key modules and algorith m s p resented in detail .The test results show that the contr ol unit has powerful functi on and reliable perf or mance and can accurately achieve the vehicle contr ol strategy for I SG HE V with turbo 2charged diesel engine . Keywords:HEV;I SG;con trol stra tegy 前言 混合动力汽车在节能减排方面体现出巨大的优势,已成为当前的研究热点。为了降低混合动力汽车的制造成本和整车质量,采用小功率电动机的轻度混合动力汽车的研制开发引起了广泛关注 [1-2] 。 其中,制造成本最低,最容易实现批量生产的是采用集成式起动机/发电机技术的I SG 型轻度混合动力汽车 [3] 。I SG 型混合动力汽车中,电动机取代发动 机原有飞轮,直接与发动机曲轴相连,通过I SG 实现汽车发动机怠速停机、功率补偿、制动能量回收以及主动减振功能 [4] ,具有对原车技术继承性好、实施方 便、适用范围广等特点。而随着目前车用发动机柴 油化的趋势,废气涡轮增压技术已成为目前车用柴油机采用的主要技术之一,废气涡轮增压柴油机只有在高速或中高速时才能输出比普通发动机较高的转矩。废气涡轮增压柴油机处于加速工况时,由于废气涡轮增压器叶轮的惯性使得空气进气有着明显的滞后性,因此为了保证加速过程中烟度满足法规要求,加速过程中就必须相应地对发动机进油量进行限制,这样就使得加速转矩不足,进而造成加速无力的后果,采用I SG 不仅可以替代原来的起动机和发电机,同时在低速时提供辅助功率[5] ,以及减轻曲 轴的振动 [1] ,回收制动能量。这样不仅弥补了废气 涡轮增压发动机低速时输出转矩不足的缺陷,同时

我国混合动力汽车发展现状和建议

更多电动汽车相关资料论文可联系jijimaoioy@https://www.sodocs.net/doc/cc5968411.html,,与同行共同探讨 动力汽车发展现状和建议 周鹤良 (中国电工技术学会电动车辆专业委员会) 孙立清 (北京理工大学电动车辆工程技术中心、中国电工技术学会电动车辆专业委员会) 魏峰 (中国电工技术学会电动车辆专业委员会) 摘要：近年来，混合动力电动汽车在世界上获得了快速的发展。它不但开始产业化，也在一些国家快速开始商业化。我国的混合动力汽车得到了国家和各级地方政府的高度重视，获得了长足进步。与此同时，丰田与一汽、GM与上汽在混合动力汽车领域的合作，也给我国地混合动力汽车技术和产业地发展提出了前所未有的挑战。国内多家的开发经验值得总结和借鉴。尤其是如何应对国际竞争方面，我们很有必要总结和探讨。中国汽车工业的发展特点，我们在混合动力汽车方面的优势和劣势，我们的最终目标和现阶段的可能目标，发展的速度和质量要求等一系列问题都值得探讨。尤其是我国是一个汽车产品结构复杂的国家，而且随着社会经济的发展，这些也在变化。面对明显的趋势是公路客运和货运的突飞猛进以及家庭轿车的迅速发展，城市公共交通的迫切需求，在混合动力汽车方面该如何应对？本文依据有关资料，对我国混合动力汽车发展的现状加以分析并提出建议供业界参考。 关键词：混合动力汽车；现状；建议 一、背景 自从2001年起我国科技部开始设立“三纵三横”电动汽车专项以来，我国已经按照汽车产品开发规律，在电动汽车关键单元技术、系统集成技术及整车技术上取得了重要进展，建立了国家研发技术标准平台、测试检验平台、政策法规平台以及示范应用平台。到去年底，已经起草完成整车13项新标准、修订5项标准，制定6项关键零部件产品测试规范。在北京、天津、上海、大连已分别建立起包括电动汽车动力蓄电池、驱动电机、燃料电池发动机在内的6个检测基地和试验平台；在北京、武汉、天津、威海等几个城市开展电动汽车商业化试验示范运营，试验运行电动汽车超过60辆。目前，我国电动汽车研发正值热潮，已形成200多家企业、高校和科研院所，2000多名以中青年技术骨干为主组成的稳定研发队伍，申请了超过520项国内外专利。我国在电动汽车领域的核心 1

整车控制系统整车控制器

整车控制系统电动汽车动力系统各零部件的工作都是由整车控制器统一协调。 而言，电动机驱动和制动能量回收的最大功率都受到电池放电／充电能对纯电动汽车 力的制约。增加由于其具有两个或两个以上的动力源，对混合燃料电池轿车和燃料电池大巴而言， 获得比了系统设计和控制的灵活性，使汽车可以在多种模式下工作适应不同工况下的需求，从而达到降低了有害物的排放，减小对环境的污染和危害，传统汽车更好的燃料电池性能，环保和节能的双重标准。系统的参首先要针对给定的车辆和参数的条件，选择合适的动力系统构型，完成动力 建立整车控制系统来协调汽车工作模式的切换和多个动力源／在此基础上，数匹配和优化。能量源之间的功率／能量流的在线优化控制。其主零部件控制器以及驾驶员操纵系统构成，整车控制系统由整车控制器、通信系统、要功能是根据驾驶员的操作和当前的整车和零部件工作状况，在保证安全和动力性的前提下，选择尽可能优化的工作模式和能量分配比例，以达到最佳的燃料经济性和排放指标。 (1)整车控制系统及功能分析 控制对象：电动汽车驱动系统包括几种不同的能量和储能元件（燃料电池，内燃机1) ，在实际工作过程中包括了化学能、电能和机械能或其他热机，动力电池和／或超级电容）之间的转化。 电动汽车动力系统能流图如图5—6所示。

整车控制系统结构：电动汽车动力系统的部件都有自己的控制器，为分布式分层控2)拓扑分 离使得物分布式分层控制可以实现控制系统的拓扑分离和功能分离。制提供了基础。功能分离使得各个从而减少了电磁干扰，理结构上各个子系统控制系统分布在不同位置上，子部件完成相对独立的功能，从而可以减少子部件的相互影响并提高了容错能力。所示。最底层是执行层，由部件控制器和一些执电动汽车分层结构控制系统如图5-7总线进行交互，并CAN行单元组成，其任务是正确执行中间层发送的指令，这些指令通过，它的主(VMS)且有一定的自适应和极限 保护功能；中间层是协调层，也就是整车控制器另一方面根据执要任务一方面根据驾驶员的各种操作和汽车当前的状态解释驾驶员的意图，由驾驶员或者制动驾驶仪来实现做出最优的协调控制；最高层是组织层，行层的当前状态，车辆控制的闭环。 整车控制系统对车辆性能的影响主要有三个方面：3)直接关系到汽车动力①动力性和经济性：整车控制器决定发动机和电动机转矩的输出， 在汽车燃料电池轿车和大巴有两个或两个以上的能量来源，影响驾驶员的操纵感觉；性能，实际行使过程中，整车控制器实施控制能量源之间的能量分配，从而实现整车能量的优化，获得较高的经济性。②安全性：燃料电池轿车和大巴上包括氢气瓶，动力电池等能量储存单元和动力总线， 及其控制器等强电环节，除了原有的车辆安全性问题（如制动和操作稳定性）电动汽车电机整车控制器必须从整车的角度及时检还增加了高压电安全和氢安全等新的安全隐患。之外，测个部件的工作状态，并对可能出现的危险进行及时处理，以保证成员和车辆的安全。 ③驾驶舒适性及整车的协调控制：采用整车控制器管理汽车上的各部件工作，可以整合汽车上

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概况,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面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,力图开发新一代的清洁节能型汽车。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辆汽车上做驱动力，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,协调各部件间的能量流动合理进行动力分配,优化车载能源,提高整车经济性,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、能量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，来延长混合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 动如图1所示。 1.1.1.2纯发动机模式 载荷比较大时，则由发动机带动发电机发电驱动电动机带动车轮转动。此时的能量流动如图2所示。 1.1.1.3混合驱动模式 当车处于启动、加速、爬坡的工况时，发动机-发电机和蓄电池共同向电动机提供电能。能量流动图如图3所示。

3种类型混合动力汽车控制策略的分析

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１００福建工程学院学报第６卷 电扭矩和电池系统的充电状态来决定。当制动回收充电力，机械制动系统开始工作，以确矩不能满足要求时保车辆的制动安全性。当车速低于设定值或者电机转速低于设定值时，此时电机充电效率较低，能量回收系统不启动，直接采用机械制动，其基本控制策略如下： ａ．Ｍｂ＞帆，若ＳＤＣ＜Ｓ０ｃ一，则帆＝膨。；若舳ｃ≥ｓＯＣ一，则电机停止工作肘ｂ＝Ｍ。。 ｂ．帆＞肘。，若ＳＤＣ＜ｓ０Ｃ一，则帆＝＾ｆ。＋肘。；若ＳＤＣ≥ＳＤｃ一，则电机停止工作肘ｈ＝Ｍ。。式中，帆为整车需求的制动转距；肘。为机械摩擦制动转距。 ３．２．４故障工况 当电机分总成出现故障时，采用纯发动机模式驱动；当发动机出现故障时，采用纯电动模式运行。３．３模型仿真简介 利用美国Ａ呻ｎｅ国家实验室为响应美国政府的新—代车辆合作计划而开发的电动汽车仿真软件ＰｓＡＴ，根据需要对肘函数和Ｓｉ枷１ｉｎｋ模块进行修改，可建立自己需要的整车仿真模型［４３（图６）。 图６混联式肛Ｖ仿真结构模型 矾ｇ．６Ｓｉｍｌｌｌｉｎｋ舳ｍｃｔｕ弛ｍｏｄｅｌｆｏｒｓ盯ｉａｌ－ｐａｒａＩｌｅｌＩ皿ＶｓｙｓｔｅＩｍ 从仿真性能及结果可以看出，在基础起步阶段混合动力汽车混联式与串联式和混联式相比，由于都由电机驱动，因此性能相近；在高速行驶时，由于串联式只是依靠电机驱动，动力性不如混联式，且油耗方面混联车也优于串联车。同时，串联车发电机的发电功率与驱动电机的驱动功率必须相当，才能保证整车的动力性；混联车可以避免这种情况，可选用更小的发电机与驱动电机，但是在机械与功率控制实现方面要复杂得多，实现多个能源的最优匹配难度更大。 ４混合汽车应用前景和需要解决的问题 ４．１混合汽车应用前景 串联式动力总成要求选择发动机的功率大，并且对电池要求很高，容量大，增加了电池和汽车的制造成本及重量，电机是唯一的动力源，能量转换效率低，所以比较适合大型公交车。并联式动力总成由发动机和电机２部分组成。因为发动机的变化受到车子工况变化的影响大，所以排放性较差，使用的范围较小，仅限于小型汽车，更适合在高速公路上行驶。混联式发动机功率选择较小，排放性能较好，对电池依赖比较小，基本上不需外来充电系统，发动机工作不受车辆行驶工况的影响，不要求像传统发动机那样具有良好的响应特性及宽广的转速运行范围。另外，可以充分利用串联式和并联式的优点，确保发动机和电动机基本上工作在经济区，大大提高了车辆的经济性。并且动力源传递效率高，使用车型范围广。但结构和控制复杂，从而成本也较高，目前主要应用于轿车。 ４．２需要解决的关键技术问题 混合动力汽车要进入实用化，需要具备高比能量和高比功率的能量存储装置，低成本、高效率的功率电子设备和燃料经济性高、排放低的发动机，所面临的关键性技术和需要解决的问题包括以下几个方面： １）内燃机与电机藕合功率分配比的最优控制。混合动力汽车发动机和电动机要相互配合工作，而根据运行工况控制它们适时启动和关闭，并使发动机始终工作在低油耗区的整个控制过程十分复杂，因此需要用成熟可靠的动力藕合装置以及先进的检测系统和控制策略实现功率的合理分配，以达到低油耗和良好的动力性目标。因此，可发展多种动力耦合装置，有传统的行星齿轮耦合器等，也可尝试集离合、动力合成、变速功能于一体的双离合自动变速动力偶合器等［５。；在控制策略上，可建立更优的模型，比如瞬时优化算法与逻辑门限判断相结合的白适应控制策略阳］。 ２）能量存储装置（电池）要具有较高的比功率，以满足汽车加速和爬坡时对大功率的需要。 电池还要具有快速充电能力，以保证制动时能量　万方数据

电动汽车整车控制系统介绍

电动汽车整车控制系统介绍 本文主要探讨纯电动汽车整车控制系统功能及研发流程。根据用途,整个电气系统可分为动力系统、能源系统、底盘电子控制系统、照明指示系统、仪表显示系统、辅助系统、整车综合控制系统、空调系统和舒适性安全系统等子系统。其中很多功能模块都需要和整车综合控制系统相关。整车电气系统列出如表1所示。 整车综合控制系统根据驾驶员的操作指示(油门、刹车等),综合汽车当前的状态解释出驾驶员的意图,并根据各个单元的当前状态作出最优协调控制。 1 整车控制器系统配置 整车控制器与整车其他电气系统连接如图1所示。整车控制器通过CAN总线与电池ECU、电机ECU、电源分配ECU、ABS系统、中控门锁、仪表显示系统连接。与其余的电气系统通过IO端口连接(也可使用CAN通讯)。下面分别对各电气单元的功能要求分别叙述。 1.1 动力系统提供整车的动力输出,其核心是驱动电机和电机驱动ECU 电机驱动ECU通过CAN总线与整车综合控制器通讯。应能提供电机转速、转矩、功率、电压、电流、水温、工作模式等参数。并应该能接受整车控制器发来的控制命令。 1.2 能源系统包括电池、电池管理单元和电源分配系统 与整车控制器通讯的有电池管理ECU和电源分配ECU。 电池管理ECU对电池进行充放电管理及保护。它应能提供电池组总电压、电流、单体电池电压、温度、剩余电量、电池健康状态、故障类型等信息。 电源分配ECU应能提供各个子电源的电压、电流和工作温度以及故障类型等信息。 1.3 ABS系统应能提供各个车轮的转速、液压系统状态、各个制

动阀的状态以及自身的工作状态等信息 1.4 中控门锁,应提供各车门状态等信息 1.5 仪表显示系统,应向整车控制系统提供所显示信息的全部内容 1.6 照明指示系统,可以通过CAN总线来控制,也可以通过IO来指示照明指示系统的运行状态 1.7 转向助力、制动助力、变速箱需提供档位位置、液压压力、工作状态等信息 可以是简单的开关量也可以用CAN总线通讯。 1.8 驾驶员的油门踏板和制动踏板经信号调理后接入到整车控制器内 2 整车控制器详细功能 纯电动汽车的整车控制器的主要功能包括:汽车驱动控制、制动能量的优化控制、整车的能量管理、CAN网络的维护和管理、故障的诊断和处理、车辆状态监视、行车记录等。整车控制器功能框图如图2所示。整车控制器通过CAN总线和IO端口来获得如加速踏板开度、电池SOC、车速等信息,并根据这些信息输出不同的控制动作。 下面分别介绍各部分实现的具体功能。 2.1 汽车驱动控制 根据司机的驾驶要求、车辆状态等状况,经分析和处理,向电机控制器发出指令,满足驾驶工况要求。包括启动、前进、倒退、回馈制动、故障检测和处理等工况。 2.2 整车能量优化管理 通过对电动汽车的电机驱动系统、电池管理系统、传动系统以及其它车载能源动力系统(如空调)的协调和管理,以获得最佳的能量利用率。 2.3 网络管理 整车控制器作为信息控制中心,负责组织信息传输,网络状态监控,网络节点管理等功能,网络故障诊断和处理。

混合电动汽车整车控制策略研究及发展趋势探讨

混合电动汽车整车控制策略研究及发展趋势探讨 张嘉君 武汉理工大学汽车工程学院，湖北武汉 430070 E-mail：941ai@https://www.sodocs.net/doc/cc5968411.html, 摘要：混合电动汽车整车控制策略是电动汽车的灵魂。本文综述了当前混合电动汽车控制关键技术，分析了应用于电动汽车的主要控制理论，提出了整车控制策略研究的重点和突破方向，对混合动力整车控制策略设计与开发具有指导和借鉴意义。 关键词：混合电动汽车，控制策略，关键技术 1 引言 混合电动汽车（Hybrid Electrical Vehicle, 简称HEV)是指同时装备两种动力来源——热动力源（由传统的汽油机或者柴油机产生）与电动力源（电池与电动机）的汽车。通过合理复合动力系统，灵活调控整车功率流向，使发动机保持在综合性能最佳的区域工作，从而降低油耗与排放。美国的PNGV (Partnership for a New Generation of Vehicles)、欧洲的“The Car of Tomorrow ”计划、日本的“Advanced Clean Energy Vehicle Project”以及我国的“清洁汽车行动”都正是基于HEV而制定的战略计划。刚刚闭幕的“十一五”规划着力自主创新，混合动力技术可能是我国汽车行业自主创新的最大突破口，而在HEV关键技术中，整车控制策略占据着核心灵魂位置，因此，科学深入研究混合动力汽车的整车控制策略显得必然重要。作者对混合电动汽车的控制理论及技术现状作了系统分析，并指出了HEV控制策略研究关键技术和发展方向。 2 概念与结构 混合动力汽车主要有串联（SHEV）、并联（PHEV）和混联（SPHEV），和传统汽车的主要区别在于其多了电动机或发电机，不同混合动力之间的结构区别主要在于起能量流向的不同，图1和图2给出了串联和并联混合动力汽车的能量流向。抽象的混合动力控制策略，就是通过合理规划整车在具体行使工况中的不同动作，使整车能量高效、合理流动，达到整车经济性、动力性、排放等各项指标达到最佳结合点。 由于各种混合动力电动汽车结构上的差异，因而需要不同的控制策略来调节和控制功率流从不同元件的流进和流出，采用不同控制策略的目的是为了实现不同的控制目标。具体来说，混合动力控制策略的控制目标主要有以下四个：燃油经济性；排放指标；系统成本；最驱动性能。 - 1 -

电动汽车用电机控制策略分析

电动汽车用电机控制策略分析摘要 第一章绪论 1.1引言 1.2电动汽车的定义及优势 1.2.1电动汽车的定义 1.2.2电动汽车的优势 1.3电动汽车的基本结构 1.4本论文选题的意义及主要内容 1.4.1选题的意义 1.4.2本文的主要内容 第二章电动汽车电机驱动系统介绍 2.1电动汽车驱动电机分类 2.2电机驱动系统系统构成与布置方式 2.3电动汽车中电动机类型及其驱动系统 2.4电动汽车电机驱动控制的发展现状和趋势 第三章交流感应电动机及其控制策略 第四章无刷直流电动机及其控制策略 第五章永磁同步电动机及其控制策略 5.1永磁同步电机的结构和特点 5.2永磁同步电机矢量控制理论 5.2.1电动机的转矩控制 5.2.2 PMSM坐标变换 5.2.3 PMSM数学模型 5.2.4电流极限圆和电压极限圆 5.3永磁同步电动机恒转矩控制

5.3.1id =0控制 5.3.2最大转矩／电流比控制 5.3.3恒磁链控制 5.3.4 cosφ=1控制 5.4永磁同步电动机弱磁控制 第六章全文总结与展望 摘要 第一章绪论 1.1引言 在未来的一段时间内，我国将成为世界最大的汽车消费国，2010年我国汽车增加到五千六百万辆以上，不过空气污染源也会大幅度提高，空气污染将有64%来自于汽车尾气的排放，在2020年左右，我国石油消费量将超过4.5亿吨，而我国能源系统效率平均低于国际先进水平10%，但是我国60%石油消费量依赖于进口，要是仍然采用传统的内燃机技术发展汽车工业将会使我国为此付出巨大代价和对环境保护也会造成巨大的压力。在这种严峻的形势下，我国汽车工业的未来发展需要我们好好思考。 根据现在世界人口和汽车的增长趋势来看，今后50年中，世界人口和汽车数量分别从60亿增加到100亿和7千万增加到2亿5千万辆以上。若这些车辆都采用内燃机，能源需求和空气污染将会给人类造成巨大的压力和损坏。因此我们必须开发节能环保型以及高效智能型的交通车辆，只有这样才能在本世纪实现交通的可持续发展。能源危机曾经对世界经济带来严重影响，因此石油毕源的争夺更加强烈，石油纠纷在国际上也不断发生，甚至为了争夺石油资源而爆发的战争在近几年也不断发生。因此石油资源的解决是当今世界每个国家所面临的首要考虑的问题，石油资源解决的好坏是当今世界是否稳定的重要因素。 电动汽车是将机算机、电子与化学各学科领域中的高新技术于一体，是汽车、计算机、电力拖动、新材料、新能源、功率电子、自动控制、化学电源等工程技术中最新成果的集成产物。混合动力电动汽车、燃料电池汽车和纯电动汽车对世界汽车的发展以及环境的保护都起到一个前所未有的阶段，具有里程碑的意义。 1.2电动汽车的定义及优势 我国政府已将电动汽车的快速发展列入我国“十五”国家863计划，加大了对电动汽车开发和产业化的投入，与世界发达国家电动汽车发展接轨，目前已经取得了一定得成就。我国不少高等院校、相关的研究以及国内部分企业都加强了对电动汽车研究开发的力度，加快了汽车事业的发展速度。目前我国纯电动汽车研发比较顺利，可以小批量生产与应用;与此同时混合动力汽车的发展目前它的产业化也可以说具备条件;值得炫耀的是我国的燃料电池汽车研发目前达到国际先进水平。因此我国建立电动汽车产业，逐步实施车用能源动为系统转型，实现节能环保目标奠定了技术基础。 1.2.1电动汽车的定义 电动汽车是指以车载电源为动力，用全部或部分由电机驱动，并配置大容量电能储存装置,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆 1.2.2电动汽车的优势 现如今各国都在发展电动汽车事业，是由于它具有以下几个方面的优点:

混合动力汽车控制策略的分析

混合动力汽车控制策略的分析 摘要：混合动力汽车的动力系统基本可分为串联式、并联式和混联式3种，对并联型和串联型混合动力汽车控制策略研究现状进行分析。混联式混合动力系统结合了串联式和并联式两种结构的优点，使得能量流动的控制和能量消耗的优化具有更大的灵活性和可能性，并对混联式结构的几种控制方案进行了分析。指出混合动力汽车的控制策略不十分完善，需要进一优化。控制策略不仅仅要实现整车最佳的燃油经济性，而且还要兼顾发动机排放、蓄电池寿命、驾驶性能、各部件可靠性及整车成本等多方面要求，并针对混合动力汽车各部件的特性和汽车的运行工况，使发动机、电动机、蓄电池和传动系统实现最佳匹配。 关键词：混合动力汽车结构控制策略 1、混合动力汽车的研究背景 混合动力汽车是兼顾了电动汽车和传统汽车优点的新一代汽车结构型式，因其具有低油耗低排放的潜力，其动力性接近于传统汽车，而生产成本低于纯电动汽车，因此，最近几年来对混合动力汽车的研究开发成为世界上各大汽车公司、研究机构和大学的一个热点。以相信，在电动汽车的储能部件—电池没有根本性突破以前，使用混合动力电动汽车是解决排污和能源问题最具现实意义的途径之一。 混合动力电动汽车与传统的内燃机汽车和电动汽车不同，它一般至少有两种车载能量源，其中一种为具有高功率密度的能量源。利用两种能量源的特性互补，实现整车系统性能的改善和提高。要实现两者之间相互协调工作，这就需要有良好的控制策略。控制策略是混合动力汽车的灵魂，它根据汽车行驶过程中对动力系统的能量要求，动态分配发动机和电动机系统的输出功率。采用不同的控制策略是为了达到最优的设计目标，其主要目标为：最佳的燃油经济性、最低的排放、最低的系统成本、最佳的驱动性能。 当前开发研制的混合动力汽车可以分为三类：串联式、并联式、混联式混合动力电动汽车。在各部件的选型确定以后，采用合适的控制策略是实现最佳燃油经济性，降低排放的关键。目前提出的混合动力汽车控制策略还不成熟，实用性不强，只有基于工程经验进行设计的逻辑门限控制策略在实际商品化混合动力汽车中得到了应用。开发一种成熟实用的控制策略仍然是目前亟待解决的难题。随着对混合动力系统控制策略研究的深入，诸如自适应控制、模糊逻辑控制等方法也有运用。自适应控制策略，实际上是一种实时控制策略，它同时考虑了发动机的燃油消耗和排放。由于实时控制策略能够保证在任一时刻都是由效率最优的部件工作，因此其燃油经济性要优于模糊逻辑控制策略。但是实时控制策略过分依