插電式混合動力汽車動力控制系統的設計和評價
2016-12-06 20:43:17
汽車文摘 2016年5期
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插電式混合動力汽車動力控制系統的設計和評價
應用非線性模型預測控制和滑模控制設計混合動力汽車的電源管理系統，該系統是基于模型預測控制概念（并聯式策略和混合式策略）設計的。模型預測控制是將合適的低階控制器（包括豐田普銳斯插電式混合動力汽車PHEV低級別控制器、電機標準比例積分控制器、控制發動機轉矩滑模控制器）應用于動力系統組件中。滑模控制器使發動機根據模型預測控制器設定力矩輸出相應的力矩，同時最大限度地提高催化轉換器中HC的轉換效率。電源管理方案的設計采用并聯式和混合式策略進行研究。將所提出的電源管理方案應用到MapleSim環境下開發的豐田普銳斯PHEV高保真模型中，以評估其性能。為了使高保真模型更接近真實系統，使用阿貢國家實驗室自主軟件公司的數據庫估測其模型參數。該仿真模型的識別部分基于鋰離子電池組模型和各傳動部件模型，使其對電源管理方案的評估更加符合實際；將降低油耗、減少排放作為控制系統的主要目標；基于鋰離子電池組模型和各傳動部件模型評估系統的控制性能；通過控制發動機的空燃比，改善整車的燃油經濟性以及減少排放。在車輛行駛過程中不考慮對排放的控制時，原始電源管理系統的燃料消耗為2.61L/ 100km；混合模式策略下的燃料消耗為1.66L/100km；而并聯式策略下的燃料消耗率為1.83L/ 100km。當考慮控制排放時，混合模式策略下的燃料消耗為1.89L/100km，而并聯式策略下的燃料消耗率為2.05L/100km。試驗結果表明，新設計的電源管理系統能夠顯著降低車輛的燃料消耗。
刊名：Journal of Automobile Engineering（英）
刊期：2015年第229期
作者：Amir Taghavipour
編譯：趙喚
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