插電式混合動力汽車的熱模型與控制分析

插電式混合動力汽車的熱模型與控制分析

對于電動汽車來說，由于缺少發(fā)動機(jī)的余熱而需要消耗更多的能量，因此溫度控制對整車的控制及性能的影響變得越來越重要。美國阿貢國家實驗室在熱環(huán)境室中對插電式混合動力版豐田普銳斯進(jìn)行了測試，并且基于測試數(shù)據(jù)對整車控制及性能進(jìn)行了分析。阿貢國家實驗室的測試設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)在不同溫度下對車輛進(jìn)行測試，進(jìn)而建立車輛的熱模型以表征溫度對車輛性能的影響。

插電式混合動力版豐田普銳斯在測功機(jī)上的不同溫度下進(jìn)行了多個行駛工況的測試。測試時，室內(nèi)環(huán)境溫度分別設(shè)定在-7℃、21℃、35℃。試驗測試的數(shù)據(jù)可以在阿貢國家實驗室的官方網(wǎng)站上獲取，利用這些數(shù)據(jù)可以建立整車的仿真模型。

為了建立車輛部件的熱模型，需要研究溫度對部件效率的影響。通過測試數(shù)據(jù)可以獲得發(fā)動機(jī)效率隨溫度變化的Map圖。由于電池受溫度影響比較大，因此為了搭建電池的仿真模型，通過測試數(shù)據(jù)可以分別獲得電池效率、電池內(nèi)阻隨溫度及SOC的Map圖。利用這些Map圖可以建立相應(yīng)的熱模型。

考慮到溫度對整車的影響，整車控制策略需要遵循以下原則：①模式控制（發(fā)動機(jī)起停），發(fā)動機(jī)起停由功率需求、電池SOC和冷卻液溫度來決定；②能量管理，CD（電量消耗）模式下需求功率由電池提供，CS（電量維持）模式下利用發(fā)動機(jī)功率維持電池電量SOC平衡，同時控制電池包的溫度在合適的范圍內(nèi)。

NamwookKimetal.SAE 2015-01-1157.

編譯：張冬冬