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增程式电动汽车动力总成控制策略分析

时间:2023-09-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:起停式增程器控制策略是根据动力电池SOC的状态决定增程器的起停,发动机工作在恒定转速点。功率跟随式增程器控制策略是根据车辆的功率需求实时调整增程器的输出功率,减少动力电池的充放电。增程式电动汽车还可以采用定点控制策略,该控制策略是使增程器在高效率区内工作并输出恒定功率以满足车辆行驶需求,若输出功率大于需求功率,则为动力电池充电。

增程式电动汽车动力总成控制策略分析

关于增程器的控制策略,国内外较早的研究包括起停式和功率跟随式控制策略[39,40]。起停式增程器控制策略是根据动力电池SOC的状态决定增程器的起停,发动机工作在恒定转速点。这种控制策略较为简单,易于实现,但是效率较低。功率跟随式增程器控制策略是根据车辆的功率需求实时调整增程器的输出功率,减少动力电池的充放电。这种控制策略对提高动力电池的寿命非常有利,但是没有实现发动机尽量工作在高效区。起停式控制策略比功率跟随式控制策略油耗较低,但由于起停式控制策略使电池经常大电流充放电,对电池寿命不利。

程式电动汽车还可以采用定点控制策略,该控制策略是使增程器在高效率区内工作并输出恒定功率以满足车辆行驶需求,若输出功率大于需求功率,则为动力电池充电。这种控制策略控制过程简单且易于工程实现,避免跟随车辆功率需求变化而导致效率低下,改善了燃油经济性。

本文采用增程器多工作点优化控制策略,主要目的是使发动机工作在效率较高的几个不同功率输出点,根据车辆不同的功率需求调整发动机的工作状态,这样既能避免在定点控制策略下输出功率大大超过需求功率,并无法调整输出功率而导致不必要的燃料消耗的缺点,又能防止增程器输出功率设定较高导致的整车噪声较大等方面的不足。(www.xing528.com)

对于多工作点控制策略,较多的工作点可以减少增程器的多余输出功率,但过多的工作点会导致控制过程复杂,并且过于频繁地切换工作点也不利于降低油耗。考虑到在通常情况下汽车爬陡坡或急加速的时间并不长,因此,在汽车爬陡坡和急加速时需要的高功率完全可以暂时由动力电池提供,综合考虑,采用3个工作点,根据输出功率的不同,按从小到大的顺序分别记为低功率工作点、中等功率工作点、高功率工作点。发动机高功率工作点选取主要考虑汽车高速行驶时的功率需求,不考虑短时急加速和爬陡坡等因素的影响;而低功率工作点和中等功率工作点的选取主要考虑汽车在市区和市郊较低速及中等车速行驶的功率需求。发动机工作点切换的条件是汽车行驶的车速,通过对比汽车当前的车速与切换限值,在发动机的3个工作点间进行切换。考虑到发动机工作状态的改变具有一定的惯性,为了避免因需求功率的剧烈变化导致发动机在短时间内频繁切换工作点,本文在相邻两个工作点的切换限值之间设定了一个差值。

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