1、 . .PAGE17 / NUMPAGES23畢業(yè)論文/設(shè)計(jì)混合動(dòng)力汽車(chē)結(jié)構(gòu)、原理與發(fā)展前景研究目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc259394162摘要IHYPERLINK l _Toc259394163ABSTRACTIIHYPERLINK l _Toc259394164第一章 混合汽車(chē)的概念 PAGEREF _Toc259394164 h 1HYPERLINK l _Toc2593941651.1 混合汽車(chē)的概念 PAGEREF _Toc259394165 h 1HYPERLINK l _Toc2593941651.2混合汽車(chē)的分類(lèi) PAGEREF _

2、Toc259394165 h 1HYPERLINK l _Toc2593941661.2 .1串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)1HYPERLINK l _Toc2593941671.2.2并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)2HYPERLINK l _Toc2593941681.2.3 混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)2HYPERLINK l _Toc259394169第二章 混合動(dòng)力汽車(chē)的工作原理3HYPERLINK l _Toc259394170第三章 混合動(dòng)力汽車(chē)的控制43.1靜態(tài)邏輯門(mén)限值HYPERLINK l _Toc25939417153.2順式優(yōu)化控制HYPERLINK l _Toc25939417163.3全局優(yōu)化控制HY

3、PERLINK l _Toc25939417163.4模糊邏輯控制 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc2593941627HYPERLINK l _Toc259394164第四章 混合汽車(chē)的發(fā)展前景研究8HYPERLINK l _Toc2593941654.1混合汽車(chē)的市場(chǎng)應(yīng)用84.2 混合動(dòng)力汽車(chē)的市場(chǎng)推廣情況HYPERLINK l _Toc2593941659HYPERLINK l _Toc2593941664.3 混合動(dòng)力汽車(chē)面臨的問(wèn)題11HYPERLINK l _Toc2593941674.4混合動(dòng)力汽車(chē)的前景與展望13HYPERLINK l _Toc25

4、9394168結(jié)語(yǔ)15參考文獻(xiàn)HYPERLINK l _Toc25939416915致HYPERLINK l _Toc259394170 PAGEREF _Toc259394170 h 8摘 要 摘要：隨著世界各國(guó)環(huán)境保護(hù)的措施越來(lái)越嚴(yán)格，替代燃油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)的方案也越來(lái)越多，例如氫能源汽車(chē)，燃料電池汽車(chē)，混合動(dòng)力汽車(chē)等。但目前最有實(shí)用性?xún)r(jià)值的并已有商業(yè)化運(yùn)轉(zhuǎn)模式的。只有混合動(dòng)力汽車(chē)。本文主要對(duì)混合動(dòng)力汽車(chē)的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行分析，并對(duì)其發(fā)展進(jìn)入深入研究。而且本文研究混合動(dòng)力汽車(chē)的研究現(xiàn)狀，介紹了混合動(dòng)力汽車(chē)的主要結(jié)構(gòu)形式與工作特點(diǎn)，指出混合動(dòng)力汽車(chē)目前需要解決的問(wèn)題和采用的關(guān)鍵技術(shù)，并對(duì)其發(fā)展

5、前景進(jìn)行了預(yù)測(cè)。根據(jù)機(jī)電混合度的不同，混合動(dòng)力汽車(chē)與傳統(tǒng)燃油汽車(chē)相比能夠?qū)崿F(xiàn)10%-40%的節(jié)油效果，常規(guī)排放物和CO2排放也顯著降低，并具有性能穩(wěn)定、可靠性強(qiáng)，不依賴(lài)于新建配套設(shè)施，因此被認(rèn)為是近中期比較現(xiàn)實(shí)和有效的新能源汽車(chē)產(chǎn)品，將在未來(lái)2-3年成為汽車(chē)市場(chǎng)的主流競(jìng)爭(zhēng)者。 HEV（Hybrid-ElectricVehicel）混合動(dòng)力裝置?；旌蟿?dòng)力就是指汽車(chē)使用汽油驅(qū)動(dòng)和電力驅(qū)動(dòng)兩種驅(qū)動(dòng)方式，優(yōu)點(diǎn)在于車(chē)輛啟動(dòng)停止時(shí)，只靠發(fā)電機(jī)帶動(dòng)，不達(dá)到一定速度，發(fā)動(dòng)機(jī)就不工作，因此，便能使發(fā)動(dòng)機(jī)一直保持在最佳工況狀態(tài)，動(dòng)力性好，排放量很低，而且電能的來(lái)源都是發(fā)動(dòng)機(jī)，只需加油即可。 混合動(dòng)力汽車(chē)的關(guān)鍵是混

6、合動(dòng)力系統(tǒng)，它的性能直接關(guān)系到混合動(dòng)力汽車(chē)整車(chē)性能。經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，混合動(dòng)力系統(tǒng)總成已從原來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)離散結(jié)構(gòu)向發(fā)動(dòng)機(jī)電機(jī)和變速箱一體化結(jié)構(gòu)發(fā)展，即集成化混合動(dòng)力總成系統(tǒng)。 混合動(dòng)力總成以動(dòng)力傳輸路線(xiàn)分類(lèi)，可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式等三種?；旌蟿?dòng)力系統(tǒng)會(huì)得到快速發(fā)展和應(yīng)用，混合動(dòng)力汽車(chē)將至少在30年都是汽車(chē)工業(yè)最切實(shí)可行的解決能源問(wèn)題和污染問(wèn)題的途徑。因此應(yīng)當(dāng)整合資源加速混合動(dòng)力汽車(chē)的開(kāi)發(fā)，搶占汽車(chē)技術(shù)發(fā)展的新高地。關(guān)鍵詞：混合動(dòng)力 工作原理 發(fā)展前景ABSTRACTAbstract：Along with the worldwide environmental protection is

7、 more and more strict, alternative fuel engine car programme is also increasing, such as hydrogen energy, fuel cell vehicle, hybrid cars. But the most practical value and has been in commercial operation mode. Only the mixed power automobile. This paper focuses on the hybrid car structure and workin

8、g principle are analyzed, and the development in research. But this paper studies hybrid vehicle research present situation, introduced hybrid electric vehicle main structure and working characteristic, pointed out that the hybrid vehicles is needed to solve the problem and the key techniques, and t

9、he development prospect is forecasted.According to the different degrees of hybrid, hybrid vehicles with the traditional fuel vehicles compared to achieve 10%-40% oil-saving effect, routine emissions and emission of CO2was decreased significantly, and has stable performance, strong reliability, does

10、 not depend on the new facilities, and are therefore considered to be near term comparison of real and effective new energy automotive products, will be in the next2-3 years to become the mainstream of car market competitors.HEV ( Hybrid-ElectricVehicel ) - mixed power device. Hybrid cars use gasoli

11、ne refers to drive and electric drive two drive type, has the advantages of vehicle starting and stopping, rely on generators to drive, do not reach a certain speed, the engine will not work, therefore, can make the engine has been maintained in the best condition, dynamic performance, emissions are

12、 very low, and electric energy the source is the engine, only refueling is needed.Hybrid electric vehicle is the key to the hybrid system, its performance is directly related to the hybrid electric vehicle performance. After more than 10years of development, the hybrid system assembly from the engin

13、e and the motor to the discrete structure of engine motor and gearbox structure of integrated development, namely integrated hybrid powertrain system. Hybrid powertrain with power transmission route classification, can be divided in series, parallel and combined type three.Hybrid system will get rap

14、id development and the application, the hybrid vehicle will be at least 30 years auto industry most cutPractical and feasible to solve the shortage of energy and pollution problems. Therefore, the resources should be integrated to accelerated hybrid vehicle development, seize the development of auto

15、mobile technology new heights.Keywords: hybrid principle development prospect第一章 混合動(dòng)力汽車(chē)的概念1.1混合動(dòng)力汽車(chē)的概念混合動(dòng)力汽車(chē)（Hybrid Electrical Vehicle, 簡(jiǎn)稱(chēng)HEV) 是指同時(shí)裝備兩種動(dòng)力來(lái)源熱動(dòng)力源（由傳統(tǒng)的汽油機(jī)或者柴油機(jī)產(chǎn)生）與電動(dòng)力源（電池與電動(dòng)機(jī)）的汽車(chē)。通過(guò)在混合動(dòng)力汽車(chē)上使用電機(jī)，使得動(dòng)力系統(tǒng)可以按照整車(chē)的實(shí)際運(yùn)行工況要求靈活調(diào)控，而發(fā)動(dòng)機(jī)保持在綜合性能最佳的區(qū)域工作，從而降低油耗與排放。1.2 混合動(dòng)力汽車(chē)的分類(lèi)混合動(dòng)力汽車(chē)的關(guān)鍵是混合動(dòng)力系統(tǒng)，它的性能直接關(guān)系

16、到混合動(dòng)力汽車(chē)整車(chē)性能。經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，混合動(dòng)力系統(tǒng)總成已從原來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)離散結(jié)構(gòu)向發(fā)動(dòng)機(jī)電機(jī)和變速箱一體化結(jié)構(gòu)發(fā)展，即集成化混合動(dòng)力總成系統(tǒng)。 混合動(dòng)力總成以動(dòng)力傳輸路線(xiàn)分類(lèi)，可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式等三種。1.2.1串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)一般由燃機(jī)直接帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，產(chǎn)生的電能通過(guò)控制單元傳到電池，再由電池傳輸給電機(jī)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，最后通過(guò)變速機(jī)構(gòu)來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)。在這種聯(lián)結(jié)方式下，電池就像一個(gè)水庫(kù)，只是調(diào)節(jié)的對(duì)象不是水量，而是電能。電池對(duì)在發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的能量和電動(dòng)機(jī)需要的能量之間進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而保證車(chē)輛正常工作。這種動(dòng)力系統(tǒng)在城市公交上的應(yīng)用比較多，轎車(chē)上很少使用。1.2.2 并

17、聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)有兩套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：傳統(tǒng)的燃機(jī)系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。兩個(gè)系統(tǒng)既可以同時(shí)協(xié)調(diào)工作，也可以各自單獨(dú)工作驅(qū)動(dòng)汽車(chē)。這種系統(tǒng)適用于多種不同的行駛工況，尤其適用于復(fù)雜的路況。該聯(lián)結(jié)方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。本田的Accord和Civic采用的是并聯(lián)式聯(lián)結(jié)方式，如圖2。（圖2）1.1.3 混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng) 混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)的特點(diǎn)在于燃機(jī)系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)各有一套機(jī)械變速機(jī)構(gòu)，兩套機(jī)構(gòu)或通過(guò)齒輪系，或采用行星輪式結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起，從而綜合調(diào)節(jié)燃機(jī)與電動(dòng)機(jī)之間的轉(zhuǎn)速關(guān)系。與并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)相比，混聯(lián)式動(dòng)力系統(tǒng)可以更加靈活地根據(jù)工況來(lái)調(diào)節(jié)燃機(jī)的功率輸出和電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。此聯(lián)結(jié)方式系統(tǒng)復(fù)雜

18、，成本高。Prius采用的是混聯(lián)式聯(lián)結(jié)方式。如圖3。（圖3）第二章混合動(dòng)力汽車(chē)的工作原理在車(chē)輛行駛之初，蓄電池處于電量飽滿(mǎn)狀態(tài)，其能量輸出可以滿(mǎn)足車(chē)輛要求，輔助動(dòng)力系統(tǒng)不需要工作電池電量低于60時(shí)，輔助動(dòng)力系統(tǒng)起動(dòng)：當(dāng)車(chē)輛能量需求較大時(shí)，輔助動(dòng)力系統(tǒng)與蓄電池組同時(shí)為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供能量； 當(dāng)車(chē)輛能量需求較小時(shí)，輔助動(dòng)力系統(tǒng)為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供能量的同時(shí)，還給蓄電池組進(jìn)行充電。由于蓄電池組的存在，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的工況，使其排放得到改善?；旌蟿?dòng)力汽車(chē)采用能夠滿(mǎn)足汽車(chē)巡航需要的較小發(fā)動(dòng)機(jī)，依靠電動(dòng)機(jī)或其它輔助裝置提供加速與爬坡所需的附加動(dòng)力。其結(jié)果是提高了總體效率，同時(shí)并未犧牲性能。混合動(dòng)力車(chē)設(shè)計(jì)

19、成可回收制動(dòng)能量。在傳統(tǒng)汽車(chē)中，當(dāng)司機(jī)踩制動(dòng)時(shí)，這種本可用來(lái)給汽車(chē)加速的能量作為熱量被白白扔掉了。而混合動(dòng)力車(chē)卻能大部分回收這些能量，并將其暫時(shí)貯存起來(lái)供加速時(shí)再用。當(dāng)司機(jī)想要有最大的加速度時(shí)，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)并聯(lián)工作，提供可與強(qiáng)大的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)相當(dāng)?shù)钠鸩叫阅堋Ｔ趯?duì)加速性要求不太高的場(chǎng)合，混合動(dòng)力車(chē)可以單靠電機(jī)行駛，或者單靠汽油發(fā)動(dòng)機(jī)行駛，或者二者結(jié)合以取得最大的效率。比如在公路上巡航時(shí)使用汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。而在低速行駛時(shí)，可以單靠電機(jī)拖動(dòng)，不用汽油發(fā)動(dòng)機(jī)輔助。即使在發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉時(shí)電動(dòng)轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)仍可保持操縱功能，提供比傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)更大的效率。第三章混合動(dòng)力汽車(chē)的控制混合動(dòng)力汽車(chē)具有優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)性能和良

20、好的排放性能，這是由于在動(dòng)力總成控制器控制下，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的各部件之間的相互協(xié)調(diào)。在混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)中，控制策略是核心，它是實(shí)現(xiàn)整車(chē)能量管理與動(dòng)力系統(tǒng)控制的算法，與發(fā)動(dòng)機(jī)ECU。電機(jī)ECU、電池ECU。變速器控制器，各種傳感器以與執(zhí)行器進(jìn)行通訊，經(jīng)過(guò)控制策略發(fā)出控制指令從而進(jìn)行合理的能量分配，使汽車(chē)運(yùn)行在適應(yīng)的工作模式下，以此達(dá)到高整車(chē)效率，低的排放目的、控制策略包含兩個(gè)方面，一方面，控制策略協(xié)調(diào)整車(chē)各部件以一定的方式配合，以滿(mǎn)足駕駛員對(duì)汽車(chē)行駛工況的基本要求；另一方面，多部件的系統(tǒng)組成和混合動(dòng)力多驅(qū)動(dòng)方式并存的特點(diǎn)又對(duì)控制提出了“優(yōu)化”的要求。對(duì)于既定的工況要求，一般會(huì)有多種滿(mǎn)足方式，這就

21、需要考慮多工作模式下的控制方式，結(jié)果與影響，達(dá)到最佳的控制效果。要實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力汽車(chē)底油耗，低排放目標(biāo)關(guān)鍵是確定合理有效的控制策略。在滿(mǎn)足汽車(chē)動(dòng)力性和其他基本技術(shù)要求與成本要求前提下，針對(duì)各部件的特性，汽車(chē)的運(yùn)行狀況，控制策略要能夠?qū)崿F(xiàn)功率流在發(fā)動(dòng)機(jī)，電機(jī)之間合理的分配。使整車(chē)效率達(dá)到最高。獲得整車(chē)最大的燃油經(jīng)濟(jì)性，低排放以與平穩(wěn)的駕駛性能。3.1靜態(tài)邏輯門(mén)限值 靜態(tài)邏輯門(mén)限控制策略這類(lèi)控制策略的主要思想是：根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)靜態(tài)效率曲線(xiàn)圖，通過(guò)控制選定的幾個(gè)變量，如整車(chē)功率的需求，加速信號(hào)。電池等。并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的規(guī)則，判斷并選擇混合動(dòng)力系統(tǒng)的工作模式，使車(chē)輛運(yùn)行在高效率區(qū)，提高汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性。該策

22、略主要通過(guò)設(shè)置車(chē)速、動(dòng)力電池的電池電荷電狀態(tài)（sos）上下限與發(fā)動(dòng)機(jī)工作轉(zhuǎn)矩等一組門(mén)限參數(shù)，限定動(dòng)力系統(tǒng)各部件的工作區(qū)域，并根據(jù)車(chē)輛實(shí)時(shí)參數(shù)與預(yù)先設(shè)定的規(guī)則調(diào)整動(dòng)力系統(tǒng)各部件的工作狀態(tài)，以提高車(chē)輛整體的性能，這種策略的主要依據(jù)是工程經(jīng)驗(yàn)。根據(jù)部件的穩(wěn)態(tài)MAP圖來(lái)確定如何進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)之間的動(dòng)力分配。將混合動(dòng)力汽車(chē)控制分成三種模式，與正常行駛模式，充電模式與制動(dòng)能量回饋模式。發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)效率MAP圖的劃分 ，如圖4所示。（1）正常行駛模式。從圖4中可以看出，用“發(fā)動(dòng)機(jī)工作最小功率”曲線(xiàn)和“電動(dòng)機(jī)助力最小功率”曲線(xiàn)將發(fā)動(dòng)機(jī)效率MAP圖劃分三個(gè)區(qū)域，即：純電動(dòng)區(qū)域、發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)區(qū)域與發(fā)動(dòng)機(jī)輔助功率區(qū)

23、域。功率分配規(guī)則：a如果需求的驅(qū)動(dòng)功率小于發(fā)動(dòng)機(jī)工作的最小功率，則由電動(dòng)機(jī)提供全部的驅(qū)動(dòng)功率;b.如果需求的驅(qū)動(dòng)功率超過(guò)限制，則由發(fā)動(dòng)機(jī)取代電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛前進(jìn)；c如果需求的驅(qū)動(dòng)功率大于電動(dòng)機(jī)助力最小功率，則由電動(dòng)機(jī)提供額外的驅(qū)動(dòng)功率，在正常行駛模式下，發(fā)動(dòng)機(jī)總是工作在“發(fā)動(dòng)機(jī)工作最小功率”和“電動(dòng)機(jī)助力最小功率”之間效率最高的區(qū)域。（2）充電模式，對(duì)電池能量的管理采用了充電維持的策略，即始終保持電池SOC值位于最高效率區(qū)德上下限制之間（設(shè)定55%60%）。但SOC值小于55%時(shí)，應(yīng)切換至充電模式（但且僅當(dāng)SOC值大于60%時(shí)充電過(guò)程完成），并計(jì)算電池的充電功率，該功率同時(shí)也作為電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)功率

24、：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)功率小于發(fā)動(dòng)機(jī)工作最小功率時(shí)，為避免發(fā)動(dòng)機(jī)在效率極低的區(qū)域工作，仍然依靠電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。（3）制動(dòng)能量回饋模式，駕駛員踩下制動(dòng)踏板，表明了駕駛員對(duì)負(fù)驅(qū)動(dòng)功率的需求，應(yīng)進(jìn)入制動(dòng)能量回饋模式。吸收混合動(dòng)力汽車(chē)制動(dòng)時(shí)的能量。然而，當(dāng)制動(dòng)能量超過(guò)可回饋的制動(dòng)能量時(shí)，液壓制動(dòng)系統(tǒng)將提供剩余的制動(dòng)能量。3.2瞬時(shí)優(yōu)化控制該控制策略是在發(fā)動(dòng)機(jī)最優(yōu)工作曲線(xiàn)模式的基礎(chǔ)上，對(duì)混合動(dòng)力汽車(chē)在特定工況點(diǎn)下整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)的優(yōu)化目標(biāo)（如效率損失和名義油耗）進(jìn)行優(yōu)化，便可得到瞬時(shí)最優(yōu)工作點(diǎn)，然后基于系統(tǒng)的瞬時(shí)最優(yōu)工作點(diǎn)，對(duì)各種狀態(tài)變量進(jìn)行動(dòng)態(tài)再分配，瞬時(shí)優(yōu)化策略一般是采用“等效燃油消耗最少”法或“功率損失最小

25、”法，二者原理類(lèi)似。等效燃油消耗最少方法在每一步長(zhǎng)是最優(yōu)的，而且需要大量的浮點(diǎn)運(yùn)算和比較精確的車(chē)輛模型，計(jì)算量大，實(shí)現(xiàn)困難。瞬時(shí)控制策略應(yīng)考慮下面四個(gè)方面：1）汽車(chē)整車(chē)性能優(yōu)化用考慮發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)和蓄電池的瞬態(tài)效率；2）汽車(chē)實(shí)時(shí)最優(yōu)控制應(yīng)結(jié)合實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，如發(fā)動(dòng)機(jī)等關(guān)鍵總成溫度以與制動(dòng)時(shí)能量的回收3）用戶(hù)可自定義燃油經(jīng)濟(jì)性和排放目標(biāo)。4）任意一個(gè)給定速度下發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)，由控制器根據(jù)控制目標(biāo)尋求發(fā)動(dòng)機(jī)-電機(jī)最佳能量組合來(lái)決定發(fā)動(dòng)機(jī)的最優(yōu)工作點(diǎn)。根據(jù)對(duì)并聯(lián)混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力性。經(jīng)濟(jì)性和排放性性能的折中，建立實(shí)時(shí)控制的目標(biāo)函數(shù)。式中：W1對(duì)應(yīng)量的權(quán)系數(shù)。I=16,通過(guò)調(diào)整權(quán)重來(lái)改變個(gè)參數(shù)的影響程度。由

26、優(yōu)化理論可知。瞬時(shí)最小值之和并不等于和的最小值，因此瞬時(shí)優(yōu)化并不能導(dǎo)致全局最優(yōu)的控制策略。全局優(yōu)化模式才能實(shí)現(xiàn)真正意義上的最優(yōu)化。3.3全局優(yōu)化控制全局最優(yōu)能量管理策略是應(yīng)用最優(yōu)化方法和最優(yōu)控制理論開(kāi)發(fā)出來(lái)的混合動(dòng)力系統(tǒng)量分配策略，目前主要基于多目標(biāo)數(shù)學(xué)規(guī)劃的能量管理策略?；诠诺渥兎址ǖ哪芰抗芾聿呗院突贐ellman動(dòng)態(tài)規(guī)劃理論的能量管理策略三種。研究最為成熟的時(shí)基于Bellman動(dòng)態(tài)規(guī)劃理論的能量管理策略，該方法首先建立空間狀態(tài)方程，然后計(jì)算在約束條件下滿(mǎn)足性能指標(biāo)的最優(yōu)解。對(duì)于一般的控制對(duì)象，可假設(shè)系統(tǒng)發(fā)展用狀態(tài)方程來(lái)描述，狀態(tài)變量是SOC，每一節(jié)點(diǎn)代表每一時(shí)刻（橫軸）對(duì)應(yīng)的SOC值（

27、縱軸），如圖5.假設(shè)初始（t=0）SOC是A，而終止SOC是E，連線(xiàn)上的數(shù)字代表了從一點(diǎn)到另一點(diǎn)的燃油消耗量。應(yīng)用此原理可以得到最優(yōu)的途徑（從A到E）是：ABCDE。在實(shí)際混合動(dòng)力系統(tǒng)的仿真優(yōu)化中，Bcllman過(guò)程這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)：首先通過(guò)離散SOC來(lái)建立BELLMAN過(guò)程的節(jié)點(diǎn)，SOC離散精度可以選擇為1%，時(shí)間步長(zhǎng)可以確定為1S。然后計(jì)算各SOC節(jié)點(diǎn)之間的連線(xiàn)的權(quán)重，這個(gè)權(quán)重對(duì)應(yīng)實(shí)現(xiàn)SOC變化而需要的發(fā)動(dòng)機(jī)油耗，只要那些從初始SOC節(jié)點(diǎn)可以到達(dá)或可以由此出發(fā)達(dá)到終點(diǎn)SOC節(jié)點(diǎn)都要被考慮。再循環(huán)工況中計(jì)算保留最優(yōu)解。全局優(yōu)化模式實(shí)現(xiàn)了 真正意義上的最優(yōu)化，但實(shí)現(xiàn)這種策略的算法往往都比較復(fù)雜，計(jì)算

28、量也很大，在車(chē)輛的實(shí)現(xiàn)時(shí)控制中很難得到應(yīng)用。通常的做法是把應(yīng)用全局優(yōu)化算法得到能量管理策略最為參考，以幫助總結(jié)和提煉出能用于在線(xiàn)控制的能量管理策略。如與邏輯門(mén)限策略相結(jié)合。在保證的前提下進(jìn)行優(yōu)化控制。 3.4模糊邏輯控制該策略基于模糊控制方法來(lái)決策混合動(dòng)力系統(tǒng)的工作模式和功率分配，將“專(zhuān)家”的知識(shí)以規(guī)劃輸入模糊控制器中，模糊控制器將車(chē)速、電池SOC和需求功率/轉(zhuǎn)矩等輸入量模糊化，基于設(shè)定的控制規(guī)則策略來(lái)完成決策，以實(shí)現(xiàn)對(duì)混合動(dòng)力系統(tǒng)的合理控制，從而提高車(chē)輛的整體性能，模糊邏輯控制目標(biāo)與瞬時(shí)優(yōu)化控制策略類(lèi)似，但與瞬時(shí)控制策略相比，模糊邏輯控制具有魯棒性好的優(yōu)點(diǎn)。模糊邏輯控制策略用于電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系

29、統(tǒng)的控制原理，如圖6.在控制過(guò)程中，微機(jī)經(jīng)中斷采樣獲取電動(dòng)汽車(chē)行駛工況值，然后將其量與給定值誤差信號(hào)E（再次取的單位反饋），再去E作為模糊控制器的一個(gè)輸入量，把E的精確量轉(zhuǎn)化為模糊量。E量可用相應(yīng)的模糊語(yǔ)言表示。至此，就得到了E的模糊語(yǔ)音集合的一個(gè)子集e，再由e和模糊控制規(guī)則R根據(jù)推理的合成規(guī)則進(jìn)行模糊決策到模糊控制量u：為了對(duì)被控制的量施加精確的控制，還需要將模糊量u轉(zhuǎn)換為精確量、得到了精確的數(shù)字控制量后。經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換變?yōu)榫_的模擬量送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，即電機(jī)控制器，對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行第一步控制，然后等待第二次采樣，進(jìn)行第二步控制，這樣循環(huán)下去，就實(shí)現(xiàn)了對(duì)被控制對(duì)象的模糊控制。完成驅(qū)動(dòng)的要求。模糊邏輯控

30、制增加了模糊解決因素和邏輯思維，是比較符合人的思維邏輯的控制算法之一，在混合動(dòng)力汽車(chē)能量策略中應(yīng)用是比較合適的。第四章混合動(dòng)力汽車(chē)的發(fā)展前景研究4.1混合動(dòng)力汽車(chē)的市場(chǎng)應(yīng)用自1995年起，世界各大汽車(chē)生產(chǎn)商已將研究的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向了混合動(dòng)力汽車(chē)的研究開(kāi)發(fā)，日本豐田汽車(chē)公司開(kāi)發(fā)了混合動(dòng)力汽車(chē)，美國(guó)三大汽車(chē)公司開(kāi)發(fā)了包括轎車(chē)，面包車(chē)，貨車(chē)在的混合動(dòng)力汽車(chē)。目前，混合動(dòng)力汽車(chē)技術(shù)均被看好。日本國(guó)擁有的混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)已超過(guò)7萬(wàn)輛，在2012年日本的混合動(dòng)力汽車(chē)在日本的汽車(chē)市場(chǎng)占有率達(dá)到30%。美國(guó)通用汽車(chē)公司在5年銷(xiāo)售100萬(wàn)輛混合動(dòng)力汽車(chē)。目前日本的豐田汽車(chē)公司是走在混合動(dòng)力汽車(chē)的研發(fā)的前沿的，其公司推出

31、了凱美瑞混合動(dòng)力、普銳斯、CT200h等6款車(chē)型。數(shù)據(jù)顯示，截至今年4月，豐田混合動(dòng)力車(chē)型累計(jì)銷(xiāo)量突破400萬(wàn)輛。目前，豐田在大約80個(gè)國(guó)家與地區(qū)銷(xiāo)售共計(jì)18款混合動(dòng)力乘用車(chē)。今年在豐田銷(xiāo)售的車(chē)輛中，混合動(dòng)力車(chē)已經(jīng)占到其全球銷(xiāo)量的15%。今后豐田還計(jì)劃投入雅力士HEV以與ES300h等多款車(chē)型。本田也擁有CR-Z、Insight、飛度混合動(dòng)力等多款車(chē)型。此外，通用、寶馬以與奔馳等諸多品牌都在國(guó)引進(jìn)了混合動(dòng)力產(chǎn)品。相比之下，自主品牌雖然在研發(fā)方面擁有較高的熱情，但生產(chǎn)的產(chǎn)品和市場(chǎng)前景不容樂(lè)觀。自?shī)W運(yùn)的時(shí)候，國(guó)產(chǎn)奇瑞公司向奧組委贈(zèng)送50多輛奇瑞A5混合動(dòng)力汽車(chē)，為奧運(yùn)會(huì)做出“0”做出貢獻(xiàn)。并且，大

32、眾將為2008年奧運(yùn)會(huì)生產(chǎn)數(shù)百輛燃料電池和混合動(dòng)力轎車(chē)。4.2 混合動(dòng)力汽車(chē)的市場(chǎng)推廣情況目前，從全球的圍來(lái)看，混合動(dòng)力汽車(chē)已處于大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化得前夕，國(guó)際國(guó)的汽車(chē)企業(yè)在競(jìng)相研發(fā)混合動(dòng)力汽車(chē)。但要真正的實(shí)現(xiàn)自主的混合動(dòng)力汽車(chē)車(chē)型的普與，還有諸多障礙需要克服，包括技術(shù)上的一些關(guān)鍵難題和成本增加太多，零部件配套資源體系不成熟等。面對(duì)交通能源與環(huán)境問(wèn)題的巨大挑戰(zhàn)，以能源多元化，排放潔凈化燃料節(jié)約化為主要的特征的節(jié)能與新能源機(jī)動(dòng)力的快速轉(zhuǎn)型?；旌蟿?dòng)力汽車(chē)可在不改變既有的汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)、能源（石油燃料）體系以與用戶(hù)對(duì)車(chē)倆的使用習(xí)慣的前提下，最大限度的發(fā)揮燃機(jī)和純電動(dòng)汽車(chē)的雙重優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到節(jié)能和環(huán)保的目的。

33、因而被業(yè)界認(rèn)為是目前最現(xiàn)實(shí)且長(zhǎng)遠(yuǎn)有效的節(jié)能環(huán)保方案。在美國(guó)雖然美國(guó)的汽車(chē)需求量在近幾年有所下降，但混合動(dòng)力汽車(chē)在輕型車(chē)年銷(xiāo)量中的比重在逐年上升，美國(guó)Green Car Congress公布的數(shù)據(jù)顯示，混合動(dòng)力汽車(chē)在輕型車(chē)年銷(xiāo)量中的比重由2005年的1.2%上升到2009年的2.8%，雖然美國(guó)的混合動(dòng)力汽車(chē)銷(xiāo)量近兩年有所下滑，但混合動(dòng)力汽車(chē)在美國(guó)新車(chē)總銷(xiāo)量中的份額仍在逐年上升。美國(guó)2009年混合動(dòng)力汽車(chē)的年銷(xiāo)量為29.03萬(wàn)輛。在我國(guó)，近兩年來(lái)，省市總共采購(gòu)了140輛混合動(dòng)力公交車(chē)和10輛電動(dòng)公交車(chē)。2009年以來(lái)，省市圍繞節(jié)能與新能源汽車(chē)示推廣總體目標(biāo)，積極的推進(jìn)示試點(diǎn)工作，取得階段成效。全市

34、共推廣應(yīng)用節(jié)能與新能源汽車(chē)574輛，其中公交車(chē)156輛（含10電動(dòng)車(chē)，混合動(dòng)力146輛）混合動(dòng)力出租車(chē)360輛，混合動(dòng)力公務(wù)車(chē)53輛，純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)5輛。2011年全市推廣節(jié)能與新能源汽車(chē)274輛。其中公交車(chē)86輛（含純電動(dòng)城運(yùn)會(huì)服務(wù)車(chē)10輛，混合動(dòng)力公交車(chē)76輛）混合動(dòng)力出租車(chē)160輛?；旌蟿?dòng)力公務(wù)車(chē)23輛純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)5輛。自2010年9月投入第一批新能源汽車(chē)以來(lái)，陸續(xù)投入使用的574輛節(jié)能與新能源汽車(chē)總體運(yùn)營(yíng)情況平穩(wěn)，社會(huì)反映總體良好。截至2011年11月，全市新能源汽車(chē)總運(yùn)行里程2963萬(wàn)公里（公交689萬(wàn)公里、出租2213萬(wàn)公里、公務(wù)車(chē)61萬(wàn)公里），載客總量約2955萬(wàn)人次，混合動(dòng)力車(chē)輛

35、平均節(jié)油率10-15%。我國(guó)近年來(lái)混合動(dòng)力汽車(chē)銷(xiāo)售走勢(shì)圖。國(guó)汽車(chē)混合動(dòng)力銷(xiāo)售圖1近年國(guó)混合動(dòng)力汽車(chē)銷(xiāo)售走勢(shì)圖4.3 混合動(dòng)力汽車(chē)面臨的問(wèn)題一、我國(guó)國(guó)民環(huán)保意識(shí)不高 我國(guó)國(guó)民的環(huán)保意識(shí)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有很大差距，這也是混合動(dòng)力汽車(chē)在我國(guó)推廣舉步維艱的主要原因。我國(guó)目前對(duì)環(huán)保認(rèn)識(shí)的推廣使人們普遍意識(shí)到了白色污染、水資源污染等的危害，實(shí)行垃圾回收制度，大力治理水資源污染。近幾年刮起的“低碳”風(fēng)更是使節(jié)能減排成為主流，國(guó)民對(duì)節(jié)能減排的意識(shí)也在不斷增強(qiáng)，但轉(zhuǎn)化為具體行動(dòng)卻仍需要一定的時(shí)間?；旌蟿?dòng)力汽車(chē)作為汽車(chē)中節(jié)能減排的佼佼者，其銷(xiāo)量卻仍不容樂(lè)觀。 發(fā)達(dá)國(guó)家的環(huán)境保護(hù)意識(shí)較強(qiáng)，以美國(guó)為例，雖然美國(guó)的汽車(chē)

36、需求量在近幾年有所下降，但混合動(dòng)力汽車(chē)在輕型車(chē)年銷(xiāo)量中的比重在逐年上升，美國(guó)Green Car Congress公布的數(shù)據(jù)顯示，混合動(dòng)力汽車(chē)在輕型車(chē)年銷(xiāo)量中的比重由2005年的1.2%上升到2009年的2.8%，雖然美國(guó)的混合動(dòng)力汽車(chē)銷(xiāo)量近兩年有所下滑，但混合動(dòng)力汽車(chē)在美國(guó)新車(chē)總銷(xiāo)量中的份額仍在逐年上升。美國(guó)2009年混合動(dòng)力汽車(chē)的年銷(xiāo)量為29.03萬(wàn)輛。二、國(guó)推廣政策不明顯 6月1日，國(guó)家四部委聯(lián)合印發(fā)了關(guān)于開(kāi)展私人購(gòu)買(mǎi)新能源汽車(chē)補(bǔ)貼試點(diǎn)的通知，在節(jié)能與新能源汽車(chē)的技術(shù)路線(xiàn)方面，我國(guó)政府選擇以純電動(dòng)汽車(chē)為主的戰(zhàn)略。這就意味著，純電動(dòng)汽車(chē)將成為中國(guó)新能源汽車(chē)的發(fā)展方向，并且在研發(fā)、經(jīng)費(fèi)等方面受

37、到國(guó)家的扶持。這一政策的出臺(tái)對(duì)混合動(dòng)力汽車(chē)市場(chǎng)來(lái)說(shuō)可謂沖擊不小，國(guó)家對(duì)新能源汽車(chē)的補(bǔ)貼主要以純電動(dòng)汽車(chē)和插電式混合動(dòng)力汽車(chē)為主，而油電混合動(dòng)力汽車(chē)并不在補(bǔ)貼圍，這使得車(chē)企紛紛調(diào)整了各自的戰(zhàn)略發(fā)展方向，把目光投向了純電動(dòng)汽車(chē)。 三、混合動(dòng)力汽車(chē)性?xún)r(jià)比不高 混合動(dòng)力汽車(chē)面向市場(chǎng)的又一大考驗(yàn)是其性?xún)r(jià)比不高。在我國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)中，銷(xiāo)量最高的價(jià)位在10萬(wàn)元以下，而混合動(dòng)力汽車(chē)的價(jià)格并不在這一圍，以比亞迪雙模F3DM插電式混合動(dòng)力車(chē)來(lái)講，售價(jià)是16.98萬(wàn)元，這款車(chē)應(yīng)該能拿到混合動(dòng)力車(chē)的最高補(bǔ)貼額度5萬(wàn)元，個(gè)人仍需要花費(fèi)11.98 萬(wàn)元，仍不在10萬(wàn)元以。而奇瑞A5輕度燃料混合動(dòng)力汽車(chē)的售價(jià)在7.48萬(wàn)元左右

38、，除此之外，混合動(dòng)力汽車(chē)價(jià)位在10萬(wàn)元以的則少之又少。 本田思域中度混合動(dòng)力汽車(chē)售價(jià)在26.98萬(wàn)左右，豐田凱美瑞中度混合動(dòng)力汽車(chē)售價(jià)在31.98-36.48萬(wàn)，雷克薩斯GS450h中度混合動(dòng)力汽車(chē)售價(jià) 89.80-94.10萬(wàn)，雷克薩斯RX450h中度混合動(dòng)力汽車(chē)售價(jià)95.40萬(wàn)左右，凱迪拉克凱雷德中度混合動(dòng)力汽車(chē)售價(jià)在136.00萬(wàn)左右，奔馳S400L、雷克薩斯LS、寶馬X6、寶馬7系等款中度混合動(dòng)力汽車(chē)的價(jià)格均在百萬(wàn)以上，豐田普銳斯重度混合動(dòng)力汽車(chē)價(jià)格也在25.98-27.98萬(wàn)，讓普通消費(fèi)人群只能遠(yuǎn)遠(yuǎn)觀望。四、本土化產(chǎn)品種類(lèi)少 品牌推廣力度不足 我國(guó)的混合動(dòng)力汽車(chē)市場(chǎng)主要以國(guó)外各大汽車(chē)

39、生產(chǎn)廠商推出的產(chǎn)品為主，本土廠商生產(chǎn)的產(chǎn)品則屈指可數(shù)，能被消費(fèi)者叫的出名字的更是少見(jiàn)，這說(shuō)明我國(guó)混合動(dòng)力汽車(chē)產(chǎn)品在品牌推廣中的力度嚴(yán)重不足。除比亞迪和奇瑞的混合動(dòng)力汽車(chē)以外，鮮少有能叫得出名字的本土化混合動(dòng)力汽車(chē)產(chǎn)品，而我國(guó)汽車(chē)消費(fèi)者對(duì)混合動(dòng)力汽車(chē)的認(rèn)識(shí)嚴(yán)重不足，加上品牌推廣和宣傳力度不到位，使得混合動(dòng)力汽車(chē)的銷(xiāo)量始終達(dá)不到理想目標(biāo)。 另外，由于目前我國(guó)混合動(dòng)力汽車(chē)市場(chǎng)占有量較低，售后維修等仍存在問(wèn)題，也是顧客在購(gòu)買(mǎi)汽車(chē)時(shí)不愿選擇混合動(dòng)力汽車(chē)的部分原因。我國(guó)推廣混合動(dòng)力汽車(chē)還是要從宣傳入手，使消費(fèi)者真正認(rèn)識(shí)混合動(dòng)力汽車(chē)，了解混合動(dòng)力汽車(chē)在節(jié)能方面的優(yōu)越性，其節(jié)省油耗帶來(lái)的直接經(jīng)濟(jì)效益，以與其環(huán)保優(yōu)越性，提高我國(guó)國(guó)民整體環(huán)境保護(hù)意識(shí)，購(gòu)買(mǎi)節(jié)能減排的新能源汽車(chē)，從而增加混合動(dòng)力汽車(chē)的銷(xiāo)售量。我國(guó)本土企業(yè)應(yīng)增加混合動(dòng)力汽車(chē)的研發(fā)和宣傳力度，降低產(chǎn)品價(jià)格，讓消費(fèi)者認(rèn)識(shí)品牌的同時(shí)愿意購(gòu)買(mǎi)產(chǎn)品。4.4混合動(dòng)力汽車(chē)的前景與展望混合動(dòng)力汽車(chē)的優(yōu)點(diǎn)：1、采用復(fù)合動(dòng)力后可按平均需用的功率來(lái)確定燃機(jī)的最大功率，此時(shí)處于油耗低、污染少的最優(yōu)工況下工作。需要大功率燃機(jī)功率不足時(shí)，由電池來(lái)補(bǔ)充；負(fù)荷少時(shí)，富余的功率可發(fā)電給電池充電，由于燃機(jī)可持續(xù)工作，電池又可以不斷得到充電，故其行程和普通汽車(chē)一樣。未來(lái)混合動(dòng)力汽車(chē)(4)2、因?yàn)橛辛穗姵兀?可以十