1、摘 要要迫于能源源危機(jī)和和環(huán)境保保護(hù)兩大大壓力，混合動動力電動動汽車在在全世界界范圍內(nèi)內(nèi)得到大大力發(fā)展展?；旌虾蟿恿﹄婋妱悠囓?HEEV)可可以視為為是傳統(tǒng)統(tǒng)燃油汽汽車向純純電池電電動汽車車的轉(zhuǎn)變變時期，由電動動機(jī)和內(nèi)內(nèi)燃機(jī)結(jié)結(jié)合使用用的一種種過渡車車型。它它雖然沒沒有實(shí)現(xiàn)現(xiàn)零排放放，但在在電動汽汽車的儲儲能部件件電池池沒有根根本性突突破以前前，其所所能達(dá)到到的動力力性、經(jīng)經(jīng)濟(jì)性和和排放指指標(biāo)是緩緩解汽車車需求與與環(huán)境污污染及石石油短缺缺矛盾日日益尖銳銳的理想想途徑之之一。控制策略略是混合合動力汽汽車運(yùn)行行的核心心。混合合電動汽汽車是一一種準(zhǔn)環(huán)環(huán)保型的的車輛，其能源源裝置通通常由發(fā)發(fā)動機(jī)，電

2、池和和電機(jī)組組合而成成。它能能根據(jù)不不同的行行駛工況況，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)單能源源或多能能源聯(lián)合合驅(qū)動方方式，達(dá)達(dá)到減少少油耗和和排放的的最終目目的。因因此，在在整車配配置確定定的前提提下，如如何實(shí)現(xiàn)現(xiàn)多種動動力源的的協(xié)調(diào)工工作，是是混合電電動汽車車能源管管理核心心之一。本課題由由于內(nèi)容容十分寬寬廣，再再加上本本人本科科階段學(xué)學(xué)習(xí)理論論水平有有限，故故將本課課題研究究內(nèi)容適適當(dāng)縮小小。故本課題題通過現(xiàn)現(xiàn)今主流流的控制制策略分分析，對對同一車車型在AADVIISORR軟件內(nèi)內(nèi)置不同同控制策策略的比比較仿真真，尋找找城市路路況下比比較可行行的控制制策略。關(guān)鍵詞；汽車混混合動力力，控制制策略，仿真，ADVVIS

3、OORABSTTRACCTForcced thee twwo ppresssurre oof EEnerrgy criisiss annd eenviironnmenntall prroteectiion，Hybbridd ellecttricc veehiccless arre aactiivelly ddeveelopped in thee woorldd. HHybrrid eleectrric vehhiclle (HEVV) ccan be reggardded as thee peeriood oof cchannge froom aa trradiitioonall fuuel

4、celll ccarss too puure eleectrric， annd iit iis aa trranssitiionaal mmodeel tthatt coombiinedd wiith eleectrric mottorss annd iinteernaal ccombbusttionn ennginne. Altthouugh it doees nnot achhievve zzeroo emmisssionns，befforee thhe eenerrgy stooragge ccompponeentss inn ellecttricc caars - BBattteryy

5、 haad nno ffunddameentaal bbreaakthhrouugh，Whaat ppoweer，ecoonommy aand emiissiion tarrgetts ccan be achhievved is onee off thhe iincrreassinggly acuute andd goood wayy thhrouugh mittigaatioon oof eenviironnmenntall poolluutioon aand auttomoobille ddemaand andd coonfllictt beetweeen thee oiil sshorr

6、tagge.Conttroll sttrattegyy iss thhe ccoree opperaatioon oof hhybrrid vehhiclles. Hyybriid eelecctriic vvehiiclee iss a staandaardss off ennvirronmmenttal prootecctioon mmodee veehiccless，thee ennerggy uunitt iss ussuallly commbinnde witth tthe engginee， baatteeriees aand mottor. Acccorrdinng tto dd

7、ifffereent driivinng ccondditiionss，It cann reealiize sinnglee-ennerggy oor eenerrgy co-driivenn appprooachh too reeduccingg fuuel connsummptiion andd emmisssionns oof tthe ulttimaate goaal. Theerefforee， beeforre ddeteermiininng tthe vehhiclle cconffiguurattionns ，Howw too acchieeve thee cooorddina

8、atioon oof aa vaarieety of powwer souurcees，hybbridd ellecttricc veehiccle eneergyy maanaggemeent is onee off thhe ccoree.As tthe conntennt oof tthiss toopicc iss veery brooad，toggethher witth mmy uundeergrraduuatee leevell off leearnningg thheorry iis llimiitedd，thee coonteentss off thhis papper of

9、 thee appproopriiatee reeducced.Therrefoore，thiis ppapeer bbuillds thee saame simmulaatioon mmodeel tto gget commparrisoon oof ddifffereent conntrool sstraateggiess by ADVVISOOR，bassed on thee cuurreent poppulaar cconttroll sttrattegyy . To findd coontrrol strrateegy in thee urrbann opperaatioon cco

10、ndditiion. Key worrds： hyybriid cconttroll sttrattegyy，simmulaatioon，ADVVISOOR目 錄錄1 緒論論-11.1混混合動力力汽車研研究背景景-111.2國國內(nèi)外混混合動力力發(fā)展?fàn)顮顩r-221.3混混合動力力汽車控控制策略略的研究究現(xiàn)狀-221.4 本文主主要研究究內(nèi)容-442混合動動力系統(tǒng)統(tǒng)分類與與選擇-52.1混混合動力力汽車的的類型及及特點(diǎn)-552.1.1 串串聯(lián)式混混合動力力結(jié)構(gòu)與與性能特特點(diǎn)-52.1.2 并并聯(lián)式混混合動力力結(jié)構(gòu)與與性能特特點(diǎn)-52.1.3 混混聯(lián)式混混合動力力結(jié)構(gòu)與與性能特特點(diǎn)-62.2 混合動

11、動力汽車車混合度度-82.3電電池的能能量存儲儲及電池池管理系系統(tǒng)-883混合動動力汽車車控制策策略研究究-1103.1混混合動力力汽車控控制策略略的設(shè)計計要求-103.2混混合動力力汽車控控制策略略-1003.2.1串聯(lián)聯(lián)型混合合動力汽汽車的控控制策略略-103.2.2并聯(lián)聯(lián)型混合合動力汽汽車的控控制策略略-113.2.3混聯(lián)聯(lián)型混合合動力汽汽車的控控制策略略-134基于AADVIISORR的仿真真及分析析-1154.1 ADVVISOOR仿真真軟件簡簡介-154.2混混合動力力汽車仿仿真方法法-1664.2.1前向向仿真法法-1664.2.2 后后向仿真真法-164.3 ADVVISOOR

12、中混混合動力力汽車主主要部件件的建模模實(shí)現(xiàn)-174.3.1仿真真模型選選擇-1174.3.2仿真真模型主主要部件件選擇-174.4仿仿真結(jié)果果對比-1194.4.1 Priuus車輛輛和Coonveentiionaal車輛輛動力性性對比-194.4.2 Priuus車輛輛和Coonveentiionaal車輛輛排放性性對比-214.4.3 Priuus車輛輛和Coonveentiionaal車輛輛燃油經(jīng)經(jīng)濟(jì)性對對比-2225 ADDVISSOR中中控制策策略對比比仿真-2245.1 并聯(lián)聯(lián)控制策策略-245.2 電輔輔助控制制-245.3 模糊糊控制策策略-2555.4 不同同策略仿仿真對比比

13、-2265.4.1 建建模和部部件參數(shù)數(shù)選擇-265.4.2 策策略性能能仿真-2775.5 小小結(jié)-306 總結(jié)結(jié)-311參考文獻(xiàn)獻(xiàn)-332致 謝-331 緒論論1.1混混合動力力汽車研研究背景景迫于能源源危機(jī)和和環(huán)境保保護(hù)兩大大壓力，混合動動力電動動汽車在在全世界界范圍內(nèi)內(nèi)得到大大力發(fā)展展?；旌虾蟿恿﹄婋妱悠囓?HEEV)可可以視為為是傳統(tǒng)統(tǒng)燃油汽汽車向純純電池電電動汽車車的轉(zhuǎn)變變時期，由電動動機(jī)和內(nèi)內(nèi)燃機(jī)結(jié)結(jié)合使用用的一種種過渡車車型。它它雖然沒沒有實(shí)現(xiàn)現(xiàn)零排放放，但在在電動汽汽車的儲儲能部件件電池池沒有根根本性突突破以前前，其所所能達(dá)到到的動力力性、經(jīng)經(jīng)濟(jì)性和和排放指指標(biāo)是緩緩解汽車

14、車需求與與環(huán)境污污染及石石油短缺缺矛盾日日益尖銳銳的理想想途徑之之一?；旌蟿恿α﹄妱悠嚨陌l(fā)發(fā)動機(jī)常常常工作作在最佳佳工況下下，有效效地降低低了排放放、提高高了效率率；其能量量制動回回收系統(tǒng)統(tǒng)，改善善了整車車的能量量利用效效率；混合動動力電動動汽車在在采用純純電動模模式行駛駛時，還還能在某某些特定定區(qū)域?qū)崒?shí)現(xiàn)零排排放。混合動力力汽車既既具有內(nèi)內(nèi)燃機(jī)動動力性好好、反應(yīng)應(yīng)快和工工作時間間長等優(yōu)優(yōu)點(diǎn)，又又有電機(jī)機(jī)無污染染和低噪噪聲的特特點(diǎn)，可可達(dá)到電電機(jī)和發(fā)發(fā)動機(jī)的的最佳匹匹配。由由于混合合動力系系統(tǒng)具有有充電功功能，因因此不需需要建設(shè)設(shè)配套的的充電基基礎(chǔ)設(shè)施施。對于于電池的的要求，與純電電動汽車

15、車相比也也大大降降低了。因此混混合動力力汽車在在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和和環(huán)境等等方面具具有綜合合優(yōu)勢1。1.2 國內(nèi)內(nèi)外混合合動力發(fā)發(fā)展?fàn)顩r況90年代代以來，日本、美國、歐洲各各大汽車車公司紛紛紛開始始研制混混合動力力型汽車車。日本本豐田汽汽車公司司率先于于19997年112月將將混合動動力型PPriuus轎車車投放本本國市場場，20000年年初又開開始投放放北美市市場，并并將月產(chǎn)產(chǎn)由10000輛輛調(diào)升到到月產(chǎn)220000輛，三三年內(nèi)銷銷售了44.5萬萬輛，產(chǎn)產(chǎn)品出現(xiàn)現(xiàn)了供不不應(yīng)求局局面，初初戰(zhàn)告捷捷，震動動了全球球汽車廠廠商。國外專家家認(rèn)為在在未來的的十年內(nèi)內(nèi)，可能能有200%的汽汽車均將將采用混混合

16、動力力技術(shù)。其中本本田公司司已投產(chǎn)產(chǎn)inssighht混合合動力汽汽車，被被美國環(huán)環(huán)保總署署評為220011年美國國十大節(jié)節(jié)能汽車車的第一一名，第第二名則則為豐田田汽車公公司的PPriuus混合合動力汽汽車。我國混合合動力汽汽車的研研究起步步較晚。我國在在八五和和九五期期間都有有計劃地地開展了了電動汽汽車的關(guān)關(guān)鍵技術(shù)術(shù)攻關(guān)和和整車研研制，在在此基礎(chǔ)礎(chǔ)上也進(jìn)進(jìn)行了混混合動力力電動汽汽車的若若干技術(shù)術(shù)領(lǐng)域的的開發(fā)。但是所所開發(fā)的的混合動動力電動動汽車大大部分都都是串聯(lián)聯(lián)式的，只是在在原有汽汽車上簡簡單地加加載發(fā)動動機(jī)和發(fā)發(fā)電機(jī)機(jī)機(jī)組，技技術(shù)的集集成度較較低，缺缺乏高度度自動化化的控制制系統(tǒng)和和能源

17、管管理系統(tǒng)統(tǒng)，兩種種動力源源只是簡簡單結(jié)合合，缺乏乏統(tǒng)一協(xié)協(xié)調(diào)，這這與真正正意義上上的混合合動力電電動汽車車，與國國外的先先進(jìn)技術(shù)術(shù)水平相相比還有有很大距距離。科技部在在國家8863計計劃中特特別設(shè)立立電動汽汽車重大大專項(xiàng)，從國家家汽車產(chǎn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展展戰(zhàn)略的的高度出出發(fā)，選選擇新一一代電動動汽車作作為我國國汽車科科技創(chuàng)新新的主攻攻方向，組織企企業(yè)、高高等院校校和科研研機(jī)構(gòu)，集中各各方面的的力量聯(lián)聯(lián)合攻關(guān)關(guān)，決心心在電動動汽車關(guān)關(guān)鍵技術(shù)術(shù)取得重重大突破破。主要要的內(nèi)容容包括：電動汽汽車(包括EEV和HHEV)的總體體設(shè)計，先進(jìn)的的電池技技術(shù)，電電動機(jī)及及控制驅(qū)驅(qū)動系統(tǒng)統(tǒng)，整車車監(jiān)控與與管理系系統(tǒng)、使

18、使用環(huán)與與配套技技術(shù)等。總之，無無論從國國外還是是國內(nèi)來來看，研研發(fā)和生生產(chǎn)混合合動力汽汽車都已已經(jīng)成為為政府、汽車企企業(yè)和各各大研究究機(jī)構(gòu)的的重點(diǎn)，具有十十分重要要的意義義1。1.3混混合動力力汽車控控制策略略的研究究現(xiàn)狀混合動力力電動汽汽車的核核心技術(shù)術(shù)可以分分為硬件件和軟件件兩大部部分。其其中硬件件部分主主要包括括發(fā)動機(jī)機(jī)、電機(jī)機(jī)、蓄電電池以及及變速箱箱等部件件；為了能能實(shí)現(xiàn)混混合動力力電動汽汽車經(jīng)濟(jì)濟(jì)和環(huán)保保的設(shè)計計要求，在運(yùn)行行過程中中，對這這些部件件的工作作狀態(tài)進(jìn)進(jìn)行合理理的能量量控制是是非常重重要的，而這些些能量控控制就是是混合動動力電動動汽車核核心技術(shù)術(shù)的軟件件部分。驅(qū)動能能控

19、制，再生制制動能控控制以及及各部件件自身擁擁有的控控制系統(tǒng)統(tǒng)等都屬屬于能量量控制的的組成部部分。能量控制制系統(tǒng)都都是整車車的神經(jīng)經(jīng)中樞，混合動動力電動動汽車的的能量控控制可以以分為兩兩層，驅(qū)驅(qū)動能控控制系統(tǒng)統(tǒng)和再生生制動能能控制系系統(tǒng)屬于于上層，而各部部件自身身的控制制系統(tǒng)屬屬于下層層。上層層的管理理系統(tǒng)從從宏觀層層面作控控制決策策并將相相應(yīng)的信信息輸送送到各部部件控制制系統(tǒng)，再由這這些部件件控制系系統(tǒng)控制制實(shí)現(xiàn)各各種要求求動作，同時下下層的控控制系統(tǒng)統(tǒng)也不斷斷向上層層管理系系統(tǒng)反饋饋狀態(tài)信信息，實(shí)實(shí)現(xiàn)上層層控制系系統(tǒng)的實(shí)實(shí)時管理理。在驅(qū)驅(qū)動汽車車的過程程中，驅(qū)驅(qū)動能控控制系統(tǒng)統(tǒng)以各部部件的自

20、自身特點(diǎn)點(diǎn)為基礎(chǔ)礎(chǔ)，通過過協(xié)調(diào)管管理，可可以讓整整個動力力系統(tǒng)都都工作在在最佳狀狀態(tài)下；另外，在混合合動力電電動汽車車制動的的過程中中，通過過對傳統(tǒng)統(tǒng)液/氣氣壓制動動系統(tǒng)、再生制制動制動動系統(tǒng)以以及其他他傳動系系統(tǒng)的合合理控制制，可以以最大限度地地回收汽汽車動能能，提高高整車能能效。由由于各部部件控制制系統(tǒng)在在傳統(tǒng)內(nèi)內(nèi)燃機(jī)汽汽車和電電動汽車車上都有有了較完完善的發(fā)發(fā)展，因因此混合合動力電電動汽車車能量控控制系統(tǒng)統(tǒng)的創(chuàng)新新點(diǎn)應(yīng)該該集中在在上層管管理系統(tǒng)統(tǒng)的設(shè)計計中，這這也是整整個混合合動力電電動汽車車硬件和和軟件設(shè)設(shè)計的重重點(diǎn)33。當(dāng)混合動動力汽車車的結(jié)構(gòu)構(gòu)和各個個零件確確定下來來后，整整車的性

21、性能由其其控制策策略所決決定。在在目前混混合動力力汽車的的結(jié)構(gòu)沒沒有大的的突破的的情況下下，人們們將更多多的研究究轉(zhuǎn)移到到控制策策略上來來，如何何優(yōu)化控控制策略略是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)混合動動力汽車車低油耗耗、低排排放目的的的關(guān)鍵鍵所在。在滿足足汽車的的動力性性和其它它基本技技術(shù)性能能等要求求的前提提下，針針對各部部件的特特性及汽汽車的運(yùn)運(yùn)行工況況，控制制策略要要實(shí)現(xiàn)能能量在發(fā)發(fā)動機(jī)、電機(jī)之之間的合合理而有有效分配配，使整整車系統(tǒng)統(tǒng)效率達(dá)達(dá)到最高高，獲得得整車最最大的燃燃油經(jīng)濟(jì)濟(jì)性，最最低排放放以及平平穩(wěn)的駕駕駛性能能7。在混合動動力汽車車發(fā)展的的初期，其最優(yōu)優(yōu)控制方方法依據(jù)據(jù)內(nèi)燃機(jī)機(jī)萬有特特性圖，采用最最

22、優(yōu)燃油油經(jīng)濟(jì)曲曲線方法法，提高高燃油經(jīng)經(jīng)濟(jì)性。隨后，研究人人員提出出了內(nèi)燃燃機(jī)最優(yōu)優(yōu)工作學(xué)學(xué)碩士學(xué)學(xué)位論文文緒論區(qū)區(qū)間方法法，根據(jù)據(jù)電機(jī)性性能劃分分內(nèi)燃機(jī)機(jī)萬有特特性圖，構(gòu)成三三種內(nèi)燃燃機(jī)和電電機(jī)配合合工作的的模式：純電動動、電機(jī)機(jī)助力和和純內(nèi)燃燃機(jī)模式式。為了了更好地地管理電電池能量量，提高高整車效效率，又又逐漸演演化出模模式控制制方法。它在傳傳統(tǒng)的33種模式式基礎(chǔ)上上，添加加制動能能量回收收、怠速速停止等等模式。本田的的Inssighht汽車車就采用用了這種種方法。混合動動力汽車車的燃油油經(jīng)濟(jì)性性和排放放主要取取決于整整車的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩分配配控制策策略。目目前國內(nèi)內(nèi)外混合合動力汽汽車的優(yōu)優(yōu)化控制

23、制策略基基本上都都是根據(jù)據(jù)汽車當(dāng)當(dāng)前運(yùn)行行狀態(tài)和和蓄電池池荷電狀狀態(tài)所確確定的，主要可可分為兩兩大類型型，一種種是以汽汽車循環(huán)環(huán)工況(如ECCE，EEUDCC等)的的燃油消消耗量最最小為目目標(biāo)的優(yōu)優(yōu)化控制制策略少少。但由由于汽車車實(shí)際運(yùn)運(yùn)行工況況千變?nèi)f萬化，與與計算所所用的循循環(huán)工況況有相當(dāng)當(dāng)大的差差異，因因此這種種控制策策略并不不能達(dá)到到汽車實(shí)實(shí)際運(yùn)行行油耗大大量減少少的效果果；另一類類是基于于發(fā)動機(jī)機(jī)效率圖圖、排放放圖，電電動機(jī)/發(fā)電機(jī)機(jī)效率圖圖的控制制策略，以汽車車在任意意時刻的的油耗或或功率損損耗最小小為優(yōu)化化目標(biāo)的的控制策策略，能能實(shí)現(xiàn)汽汽車在給給定的放放電或充充電工況況下，發(fā)發(fā)動機(jī)

24、和和電動機(jī)機(jī)/發(fā)電電機(jī)的最最佳轉(zhuǎn)矩矩分配。也有采采用模糊糊邏輯控控制理論論和神經(jīng)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理理論來研研究控制制策略，其目的的也是使使混合動動力系統(tǒng)統(tǒng)油耗或或功率損損耗達(dá)到到最小。具體方方法主要要有瞬時時優(yōu)化控控制策略略，基于于啟發(fā)式式探索算算法，基基于循環(huán)環(huán)工況的的全局優(yōu)優(yōu)化控制制策略。這些控控制策略略都沒有有考慮汽汽車未來來路線和和車速對對當(dāng)前控控制策略略的影響響，大多多不能完完全正確確確定和和動態(tài)調(diào)調(diào)整汽車車切換轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)入充電電工況或或放電工工況的最最佳時機(jī)機(jī)，導(dǎo)致致汽車在在實(shí)際道道路上運(yùn)運(yùn)行時制制動能量量無法充充分回收收，發(fā)動動機(jī)的實(shí)實(shí)際耗油油量并沒沒有得到到最大程程度的減減少，如如當(dāng)汽車車正以

25、中中低車速速勻速行行駛，且且?guī)追昼婄姾笃囓噷⒎€(wěn)速速下坡，按現(xiàn)有有的控制制策略，此時蓄蓄電池處處于充電電或者空空閑狀態(tài)態(tài)，這樣樣蓄電池池就不能能充分回回收汽車車下坡時時的再生生制動能能量。如如果不能能充分發(fā)發(fā)揮混合合動力系系統(tǒng)的低低排放和和助力功功能，其其燃油經(jīng)經(jīng)濟(jì)性，排放和和動力性性的發(fā)揮揮會受到到極大限限制。KM等等提出采采用模型型預(yù)測控控制法結(jié)結(jié)合動態(tài)態(tài)規(guī)劃算算法作為為控制策策略，由由GPSS、道路交交通圖，交通信信息等預(yù)預(yù)測未來來汽車的的行駛狀狀態(tài)，作作為初步步研究該該文假設(shè)設(shè)未來車車速為多多個勻速速過程只只考慮層層高的變變化，其其仿真結(jié)結(jié)果油耗耗比傳統(tǒng)統(tǒng)車降低低了200%，汽汽車節(jié)油

26、油效果隨隨著預(yù)測測視距的的減少而而減少，但這種種效果尤尤其取決決于未來來的需求求轉(zhuǎn)矩圖圖和蓄電電池容量量。當(dāng)預(yù)預(yù)測視距距超過后后控制算算法的運(yùn)運(yùn)算效率率變得低低下。LLJohhannnessson等等通過對對三種控控制器的的計算仿仿真的比比較得出出，基于于GPSS的汽車車未來狀狀態(tài)預(yù)測測，采用用隨機(jī)動動態(tài)規(guī)劃劃進(jìn)行全全局優(yōu)化化的控制制器其優(yōu)優(yōu)化性能能幾乎與與理想控控制器一一樣，而而基于當(dāng)當(dāng)前汽車車狀態(tài)的的控制器器效果最最差。在在仿真計計算中，為縮短短在線計計算時間間作者提提出一步步式MPPC算法法，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)表明該該策略更更適合于于固定路路線的城城市公共共汽車。其中基基于動態(tài)態(tài)規(guī)劃的的全局優(yōu)優(yōu)化真

27、正正實(shí)現(xiàn)了了循環(huán)工工況的最最優(yōu)油耗耗，但由由于在線線計算量量大等客客觀原因因該策略略還無法法應(yīng)用到到實(shí)車中中去，更更多的研研究是將將其作為為一個理理想的參參考值來來評價其其他控制制策略的的優(yōu)劣性性。目前前國外一一些學(xué)者者正致力力于通過過汽車模模型的簡簡化，算算法的改改進(jìn)以及及新的控控制方法法的引入入從而實(shí)實(shí)現(xiàn)在線線全局優(yōu)優(yōu)化仿真真的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)。例如如M.KKoott等針對對控制策策略的實(shí)實(shí)車應(yīng)用用性，提提出了一一些提高高動態(tài)規(guī)規(guī)劃算法法效率的的方法，重點(diǎn)是是將非線線性的動動態(tài)系統(tǒng)統(tǒng)簡化為為近似線線性的靜靜態(tài)系統(tǒng)統(tǒng)，采用用二次規(guī)規(guī)劃求解解最優(yōu)問問題，結(jié)結(jié)合模型型預(yù)測控控制進(jìn)行行在線實(shí)實(shí)時仿真真，其性

28、性能與動動態(tài)規(guī)劃劃算法的的實(shí)時仿仿真結(jié)果果差別并并不明顯顯；對于汽汽車未來來狀態(tài)的的預(yù)測提提出了通通過對當(dāng)當(dāng)前時刻刻的某兩兩個參數(shù)數(shù)計算出出下一個個時刻的的功率需需求而不不采用GGPS等等進(jìn)行遠(yuǎn)遠(yuǎn)程預(yù)測測，這樣樣大大提提高了在在線計算算效率，經(jīng)過仿仿真研究究，該控控制策略略盡管油油耗不及及理想油油耗，但但完全可可以應(yīng)用用到實(shí)車車中去8。1.4 本文主主要研究究內(nèi)容本文主要要簡述混混合動力力汽車主主要結(jié)構(gòu)構(gòu)和現(xiàn)今今主流控控制策略略，通過過仿真軟軟件ADDVISSOR進(jìn)進(jìn)行仿真真實(shí)驗(yàn)，主要做做了兩個個仿真實(shí)實(shí)驗(yàn)對比比：一個實(shí)驗(yàn)驗(yàn)是Priius混混合動力力汽車和和Connvenntioonall普通

29、汽汽車仿真真對比，在城市市路況和和郊區(qū)路路況下通通過燃油油經(jīng)濟(jì)性性、動力力性和排排放性對對比進(jìn)行行評價。另一個實(shí)實(shí)驗(yàn)是選選用相同同并聯(lián)模模型車，在相同同城市路路況下，選用AADVIISORR內(nèi)置不不同仿真真策略也也是通過過燃油經(jīng)經(jīng)濟(jì)性、動力性性和排放放性對比比，用來來判斷城城市路況況下最可可行的控控制策略略。2 混混合動力力系統(tǒng)分分類與選選擇2.1 混合動動力汽車車的類型型及特點(diǎn)點(diǎn)1,2,332.1.1串聯(lián)聯(lián)式混合合動力汽汽車結(jié)構(gòu)構(gòu)與性能能特點(diǎn)圖2-11 串聯(lián)聯(lián)結(jié)構(gòu)串聯(lián)式驅(qū)驅(qū)動系統(tǒng)統(tǒng)結(jié)構(gòu)如如圖2-1所所示，串串聯(lián)混合合動力電電動汽車車是混合合動力電電動汽車車中最簡簡單的一一種，發(fā)發(fā)動機(jī)輸輸出的

30、機(jī)機(jī)械能首首先通過過發(fā)電機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)化為為電能，轉(zhuǎn)化后后的電能能一部分分用來給給蓄電池池充電，另一部部分經(jīng)由由電動機(jī)機(jī)和傳動動裝置驅(qū)驅(qū)動車輪輪。它的的主要特特點(diǎn)為：電力驅(qū)驅(qū)動是唯唯一的驅(qū)驅(qū)動模式式，只有有電動機(jī)機(jī)直接與與驅(qū)動橋橋相連接接，而發(fā)發(fā)動機(jī)與與發(fā)電機(jī)機(jī)直接連連接產(chǎn)生生電能，來驅(qū)動動電動機(jī)機(jī)或者給給蓄電池池充電。和燃油油車比較較，它是是一種發(fā)發(fā)動機(jī)輔輔助型的的電動車車，主要要是為了了增加車車輛的行行駛里程程。由于于在發(fā)動動機(jī)和發(fā)發(fā)電機(jī)之之間的機(jī)機(jī)械連接接沒有離離合器，因而它它有一定定的靈活活性。(1)發(fā)發(fā)動機(jī)的的工作狀狀況不受受汽車行行駛工況況的影響響，始終終在最佳佳的工作作區(qū)內(nèi)穩(wěn)穩(wěn)定運(yùn)行行。

31、因此此，發(fā)動動機(jī)具有有良好的的經(jīng)濟(jì)性性和低的的排放指指標(biāo)。(2)由由于有電電池功率率進(jìn)行驅(qū)驅(qū)動功率率的調(diào)峰峰，發(fā)動動機(jī)的功功率只須須滿足汽汽車在某某一穩(wěn)定定工況行行駛所需需的功率率。因此此可以選選擇較小小功率的的發(fā)動機(jī)機(jī)。(3) 發(fā)動機(jī)機(jī)與驅(qū)動動橋之間間沒有機(jī)機(jī)械連接接，因此此對發(fā)動動機(jī)的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速無任任何要求求，發(fā)動動機(jī)的選選擇范圍圍較大，如可選選擇高速速燃?xì)廨嗇啓C(jī)等效效率高的的原動機(jī)機(jī)。(4) 發(fā)動機(jī)機(jī)與電動動機(jī)之間間沒有機(jī)機(jī)械連接接，整車車的結(jié)構(gòu)構(gòu)布置自自由度較較大。發(fā)發(fā)動機(jī)的的輸出要要全部轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為電電能再變變?yōu)轵?qū)動動汽車的的機(jī)械能能，需要要功率足足夠大的的發(fā)電機(jī)機(jī)和電動動機(jī)。(5) 要起到

32、到良好的的功率平平衡作用用，又要要避免電電池出現(xiàn)現(xiàn)過充電電或過放放電，需需要較大大容量的的電池。發(fā)電機(jī)機(jī)將機(jī)械械能轉(zhuǎn)變變?yōu)殡娔苣?，電動動機(jī)將電電能轉(zhuǎn)化化為機(jī)械械能，滇滇池的充充電和放放電都有有能量損損失，因因此發(fā)動動機(jī)的能能量利用用率較低低。串聯(lián)型混混合動力力汽車發(fā)發(fā)動機(jī)能能保持在在最佳工工作區(qū)域域內(nèi)穩(wěn)定定運(yùn)行的的優(yōu)越性性主要表表現(xiàn)在低低速、加加速等工工況，而而在汽車車中高速速行駛時時，由于于其電傳傳動效率率低，抵抵消了發(fā)發(fā)動機(jī)油油耗低的的優(yōu)點(diǎn)，因此串串聯(lián)型混混合動力力汽車更更適合在在市內(nèi)，低速運(yùn)運(yùn)行的工工況；在在繁華的的市區(qū)，汽車在在起步和和低速運(yùn)運(yùn)行時，還可以以關(guān)閉發(fā)發(fā)動機(jī)，只利用用電池輸

33、輸出功率率，使汽汽車達(dá)到到零排放放的要求求。 2.11.2并聯(lián)式式混合動動力結(jié)構(gòu)構(gòu)與性能能特點(diǎn)圖2-22 并聯(lián)聯(lián)結(jié)構(gòu)并聯(lián)式驅(qū)驅(qū)動系統(tǒng)統(tǒng)結(jié)構(gòu)示示意圖如如圖2-2所所示，并并聯(lián)混合合動力電電動汽車車采用發(fā)發(fā)動機(jī)和和電動機(jī)機(jī)兩套獨(dú)獨(dú)立的驅(qū)驅(qū)動系統(tǒng)統(tǒng)驅(qū)動車車輪，兩兩者都可可通過各各自的驅(qū)驅(qū)動軸驅(qū)驅(qū)動車輪輪，可以以采用發(fā)發(fā)動機(jī)單單獨(dú)驅(qū)動動、電動動機(jī)單獨(dú)獨(dú)驅(qū)動或或者發(fā)動動機(jī)和電電動機(jī)混混合驅(qū)動動三種工工作模式式驅(qū)動。從概念念上講，它是電電力輔助助型的燃燃油車，目的是是為了降降低排放放和燃油油消耗。當(dāng)發(fā)動動機(jī)提供供的功率率大于驅(qū)驅(qū)動電動動車所需需的功率率或者再再生制動動時，電電動機(jī)工工作在發(fā)發(fā)電機(jī)狀狀態(tài)，將

34、將多余的的能量充充入蓄電電池。與與串聯(lián)混混合動力力電動汽汽車比較較，它只只需兩個個驅(qū)動裝裝置發(fā)發(fā)動機(jī)和和電動機(jī)機(jī)，而且且，在蓄蓄電池放放完電之之前，如如果要得得到相同同的性能能，并聯(lián)聯(lián)式比串串聯(lián)式混混合動力力電動汽汽車的發(fā)發(fā)動機(jī)和和電動機(jī)機(jī)的體積積要小。并聯(lián)式混混合動力力汽車的的發(fā)動機(jī)機(jī)功率也也是以汽汽車以某某一速度度穩(wěn)定行行駛時所所需的功功率選定定的，當(dāng)當(dāng)汽車在在低速或或改變工況況行駛時時，須通通過加速速踏板和和變速器器來調(diào)節(jié)節(jié)發(fā)動機(jī)機(jī)的功率率輸出；而在高高速行駛駛時，發(fā)發(fā)動機(jī)的的輸出功功率低于于汽車行行駛時所所需的功功率時，由控制制器控制制電動機(jī)機(jī)協(xié)助助助力驅(qū)動動。這樣樣的結(jié)構(gòu)構(gòu)形式和和控

35、制方方式，使使并聯(lián)式式混合動動力汽車車具有如如下特點(diǎn)點(diǎn)：(1) 發(fā)動機(jī)機(jī)通過機(jī)機(jī)械傳動動機(jī)構(gòu)直直接驅(qū)動動汽車，因此發(fā)發(fā)動機(jī)輸輸出能量量的利用用率較高高，當(dāng)汽汽車的行行駛工況況是發(fā)動動機(jī)在其其最佳的的工作范范圍運(yùn)行行時，其其燃油經(jīng)經(jīng)濟(jì)性比比串聯(lián)式式的高。(2) 由電動動機(jī)進(jìn)行行調(diào)峰時時，發(fā)動動機(jī)的功功率可適適當(dāng)減小小。(3) 當(dāng)電機(jī)機(jī)作為輔輔助驅(qū)動動系統(tǒng)時時，功率率也可適適當(dāng)減小小。(4) 由于有有發(fā)動機(jī)機(jī)補(bǔ)充電電能，比比較小的的電池容容量既可可滿足使使用要求求。(5) 如果裝裝備發(fā)電電機(jī)，發(fā)發(fā)電機(jī)的的功率也也可較小小。(6) 由于并并聯(lián)式驅(qū)驅(qū)動系統(tǒng)統(tǒng)的發(fā)動動機(jī)的運(yùn)運(yùn)行狀況況受汽車車的行駛駛工況

36、的的影響，因此在在汽車行行駛工況況變化較較多、較較大時，發(fā)動機(jī)機(jī)就會比比較多地地在不良良工況下下運(yùn)行，因此發(fā)發(fā)動機(jī)的的排放污染比串聯(lián)聯(lián)式的高高。(7) 由于發(fā)發(fā)動機(jī)和和驅(qū)動橋橋之間無無直接的的機(jī)械連連接，需需要通過過變速裝裝置來適適應(yīng)汽車車行駛工工況的變變化。(8) 發(fā)動機(jī)機(jī)和電機(jī)機(jī)并聯(lián)驅(qū)驅(qū)動，還還需要復(fù)復(fù)合裝置置。因此此，并聯(lián)聯(lián)式混合合動力系系統(tǒng)其傳傳動機(jī)構(gòu)構(gòu)相對比比較復(fù)雜雜。并聯(lián)式結(jié)結(jié)構(gòu)中，發(fā)動機(jī)機(jī)和電機(jī)機(jī)是相互互獨(dú)立的的，低速速功率小時時運(yùn)行時時可以關(guān)關(guān)閉發(fā)動動機(jī)，利利用電動動機(jī)進(jìn)行行驅(qū)動；在中高高速平穩(wěn)穩(wěn)運(yùn)行工工況，可可以只利利用發(fā)動動機(jī)進(jìn)行行驅(qū)動；高速運(yùn)運(yùn)行或加加速時，可以利利用動力

37、力復(fù)合裝裝置對發(fā)發(fā)動機(jī)和和電機(jī)的的輸出動動力進(jìn)行行疊加。2.1.3混聯(lián)聯(lián)式混合合動力汽汽車結(jié)構(gòu)構(gòu)與性能能特點(diǎn)圖2-33 混聯(lián)聯(lián)結(jié)構(gòu)混聯(lián)式驅(qū)驅(qū)動系統(tǒng)統(tǒng)是串聯(lián)聯(lián)式與并并聯(lián)式的的綜合，其結(jié)構(gòu)構(gòu)示意圖圖如圖22-3所所示。混混聯(lián)混合合動力電電動汽車車在結(jié)構(gòu)構(gòu)上綜合合了串聯(lián)聯(lián)式和并并聯(lián)式的的特點(diǎn)，與串聯(lián)聯(lián)式相比比，它增增加了機(jī)機(jī)械動力力的傳遞遞路線，與并聯(lián)聯(lián)式相比比，它增增加了電電能的傳傳輸路線線。盡管管混聯(lián)混混合動力力電動汽汽車同時時具有串串聯(lián)式和和并聯(lián)式式的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)，但其其結(jié)構(gòu)復(fù)復(fù)雜、成成本高，但隨著著控制技技術(shù)和制制造技術(shù)術(shù)的發(fā)展展，一些些現(xiàn)代混混合動力力電動汽汽車更傾傾向于選選擇這種種結(jié)構(gòu)?；炻?lián)混

38、混合動力力電動汽汽車兼有有串聯(lián)式式和并聯(lián)聯(lián)式混合合動力電電動汽車車的特點(diǎn)點(diǎn)，因而而有很多多種可能能的控制制方式?；旧仙峡煞殖沙蓛煞N，一種稱稱為發(fā)動動機(jī)主動動型，另另一種稱稱為電力力主動型型。車輛輛運(yùn)行時時，前一一種主要要是發(fā)動動機(jī)起作作用，而而后一種種主要是是電動機(jī)機(jī)起作用用。 混聯(lián)式驅(qū)驅(qū)動系統(tǒng)統(tǒng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)形式和和控制方方式充分分發(fā)揮了了并聯(lián)式式和串聯(lián)聯(lián)式的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)，使使電機(jī)、發(fā)動機(jī)機(jī)、發(fā)電電機(jī)等部部件進(jìn)行行更多的的優(yōu)化匹匹配，從從而在結(jié)結(jié)構(gòu)上保保證了在在復(fù)雜的的工況下下是系統(tǒng)統(tǒng)工作在在最優(yōu)狀狀態(tài)，因因此更容容易實(shí)現(xiàn)現(xiàn)油耗和和排放的的控制目目標(biāo)。與與并聯(lián)式式相比，混聯(lián)式式的動力力復(fù)合形形式更復(fù)復(fù)

39、雜，因因此對動動力復(fù)合合裝置的的要求更更高。目目前的混混聯(lián)式結(jié)結(jié)構(gòu)一般般以行星星齒輪作作為動力力復(fù)合裝裝置的基基本構(gòu)架架。由于并聯(lián)聯(lián)式驅(qū)動動系統(tǒng)的的結(jié)構(gòu)較較混聯(lián)式式簡單與與并且比比串聯(lián)式式系統(tǒng)能能量使用用率高，使得該該系統(tǒng)最最適合于于汽車在在城市間間公路和和高速公公路上穩(wěn)穩(wěn)定行駛駛的工況況。本文文的研究究即是基基于此類類驅(qū)動系系統(tǒng)。2.2 混合動動力汽車車混合度度根據(jù)發(fā)動動機(jī)和電電池輸出出的功率率比值，混合動動力系統(tǒng)統(tǒng)又可分分成弱混混合、強(qiáng)強(qiáng)混合和和中度混混合。圖2-44 混合合動力系系統(tǒng)混合合度與燃燃油經(jīng)濟(jì)濟(jì)性如圖2-4所示示，混合合度高低低決定于于電機(jī)提提供動力力的多少少，電機(jī)機(jī)的功率率越

40、大，一般情情況下，燃油經(jīng)經(jīng)濟(jì)性相相對也越越高，但但是制造造成本相相對也提提高，不不利于市市場普及及，當(dāng)然然實(shí)用性性也大大大降低。由于在仿仿真建模模狀況主主要采用用本田iinsiightt現(xiàn)有模模型，而而本田iinsiightt主要以以成本和和燃油經(jīng)經(jīng)濟(jì)性為為主要目目標(biāo)的控控制策略略，采用用了弱混混合的混混合度。所以在當(dāng)當(dāng)今汽車車工業(yè)控控制成本本和加速速普及的的主導(dǎo)思思想下，選擇弱弱混合作作為混合合動力汽汽車混合合度。這這類車沒沒有或者者只有少少量純電電動工況況，但整整車成本本和質(zhì)量量都大為為降低，并且燃燃油經(jīng)濟(jì)濟(jì)性也能能達(dá)到較較好的程程度，排排放也有有比較大大的改善善4,55。2.3電電池的能

41、能量存儲儲及電池池管理系系統(tǒng) 電池的良良好的充充放電性性能及電電池的SSOC估估計是混混合動力力汽車研研究的關(guān)關(guān)鍵。由由于電池池的作用用是儲存存、輸出出盡可能能多的電電能，以以提高汽汽車的續(xù)續(xù)駛里程程，因此此對混合合動力汽汽車用電電池不僅僅有高的的能量密密度，而而且有高高的功率率密度。因此電電池技術(shù)術(shù)研究的的關(guān)鍵是是尋找合合適的能能夠存儲儲高能量量的電極極材料，并且此此類材料料能夠穩(wěn)穩(wěn)定地經(jīng)經(jīng)受住無無數(shù)次循循環(huán)，可可以反復(fù)復(fù)使用。另外，電池技技術(shù)的研研究還包包括以下下幾個方方面：一一是電池池設(shè)計和和制造方方面的改改進(jìn)，以以降低電電池的使使用成本本、改善善電池的的性能和和提高使使用壽命命，并進(jìn)進(jìn)

42、行電池池充放電電動態(tài)特特性的研研究；二二是研究究電池內(nèi)內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)的連接接、檢測測及評價價。電池包是是混合動動力汽車車的主要要部件，對電池池的狀態(tài)態(tài)監(jiān)控及及管理是是混合動動力汽車車的重要要研究內(nèi)內(nèi)容之一一。由于于SOCC是整車車動力分分配的依依據(jù)，因因此對電電池的有有效管理理及精確確的SOOC估計計將為混混合動力力汽車的的動力分分配及能能量管理理奠定必必要的基基礎(chǔ)。另另外，電電池的成成本在整整車中占占有較大大的比重重，精確確的SOOC估計計和狀態(tài)態(tài)監(jiān)控可可以防止止電池的的過充電電和過放放電、延延長電池池的使用用壽命、可相應(yīng)應(yīng)的降低低車輛的的使用成成本。因因而，電電池管理理系統(tǒng)研研究是混混合動力力

43、汽車的的重要研研究內(nèi)容容之一6。3 混合合動力汽汽車控制制策略研研究3.1 混合動動力汽車車控制策策略的設(shè)設(shè)計要求求由于各種種混合動動力汽車車結(jié)構(gòu)各各不相同同，因而而需要不不同的控控制策略略來調(diào)節(jié)節(jié)和控制制。在設(shè)設(shè)計混合合動力汽汽車控制制策略時時，采用不不同的控控制策略略的目的的是為了了在車輛輛限定條條件下達(dá)達(dá)到不同同的最優(yōu)優(yōu)的設(shè)計計目標(biāo)，其主要要目標(biāo)有有以下四四個：最佳燃燃油經(jīng)濟(jì)濟(jì)性、最最低的排排放、最最低的系系統(tǒng)成本本或最佳佳的驅(qū)動動性能。設(shè)計控制制策略時時主要應(yīng)應(yīng)考慮以以下幾點(diǎn)點(diǎn)：(1) 優(yōu)化發(fā)發(fā)動機(jī)的的工作點(diǎn)點(diǎn)基基于燃油油經(jīng)濟(jì)性性、最低低排放或或者二者者選其一一，根據(jù)據(jù)發(fā)動機(jī)機(jī)的轉(zhuǎn)矩矩

44、轉(zhuǎn)速速特性曲曲線確定定工作點(diǎn)點(diǎn)；(2) 優(yōu)化發(fā)發(fā)動機(jī)的的工作曲曲線如果發(fā)發(fā)動機(jī)需需要發(fā)出出不同的的功率，相應(yīng)的的最優(yōu)工工作點(diǎn)就就構(gòu)成了了發(fā)動機(jī)機(jī)的最優(yōu)優(yōu)工作曲曲線，如如最大燃燃經(jīng)濟(jì)性性工作曲曲線；(3) 優(yōu)化發(fā)發(fā)動機(jī)的的工作區(qū)區(qū)在在轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速特特性曲線線上，發(fā)發(fā)動機(jī)有有一個最最優(yōu)的工工作區(qū)，在此工工作區(qū)內(nèi)內(nèi)，燃油油效率最最高；(4) 限制發(fā)發(fā)動機(jī)最最低轉(zhuǎn)速速當(dāng)當(dāng)發(fā)動機(jī)機(jī)低速運(yùn)運(yùn)行時，燃油效效率低，排放嚴(yán)嚴(yán)重，因因而當(dāng)發(fā)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速低于于某一值值時，應(yīng)應(yīng)停止發(fā)發(fā)動機(jī)的的工作；(5) 合適的的蓄電池池荷電狀狀態(tài)蓄電池池的容量量需保持持在適當(dāng)當(dāng)?shù)乃狡剑员惚阍谄鹌嚰铀偎贂r能提提供足夠夠的功率率，

45、在汽汽車制動動或下坡坡時回收收能量。在混合動動力汽車車的結(jié)構(gòu)構(gòu)及各部部件確定定后，如如何優(yōu)化化控制策策略是實(shí)實(shí)現(xiàn)混合合動力汽汽車低油油耗、低低排放目目標(biāo)的關(guān)關(guān)鍵所在在。而控控制策略略的制定定是一個個全局多多目標(biāo)優(yōu)優(yōu)化問題題，不僅僅僅要實(shí)實(shí)現(xiàn)整車車最佳的的燃油經(jīng)經(jīng)濟(jì)性，還要考考慮適應(yīng)應(yīng)各種工工況，兼兼顧發(fā)動動機(jī)排放放、蓄電電池壽命命、駕駛駛性能、各部件件可靠性性及整車車成本等等多方面面要求5。3.2混合動動力汽車車控制策策略控制策略略是混合合動力汽汽車運(yùn)行行的核心心?；旌虾想妱悠囀且灰环N準(zhǔn)環(huán)環(huán)保型的的車輛，其能源源裝置通通常由發(fā)發(fā)動機(jī)，電池和和電機(jī)組組合而成成。它能能根據(jù)不不同的行行駛工況況

46、，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)單能源源或多能能源聯(lián)合合驅(qū)動方方式，達(dá)達(dá)到減少少油耗和和排放的的最終目目的。因因此，在在整車配配置確定定的前提提下，如如何實(shí)現(xiàn)現(xiàn)多種動動力源的的協(xié)調(diào)工工作，是是混合電電動汽車車能源管管理核心心之一。與傳統(tǒng)統(tǒng)車輛不不同，混混合動力力汽車主主要由發(fā)發(fā)動機(jī)、電機(jī)、功率轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器、蓄電池池、離合合器、變變速器等等部件組組成，因因此，它它是一個個集成電電氣、機(jī)機(jī)械、化化學(xué)和熱熱力學(xué)等等為一體體的非線線性動態(tài)態(tài)系統(tǒng)。如何使使這些部部件有效效地協(xié)調(diào)調(diào)工作，是混合合動力系系統(tǒng)設(shè)計計的關(guān)鍵鍵所在。而運(yùn)行行工況的的不確定定性和駕駕駛風(fēng)格格的多樣樣化均增增加了整整車控制制策略設(shè)設(shè)計的難難度。因因此，控控制策略

47、略是一個個涉及非非線性時時變系統(tǒng)統(tǒng)控制的的復(fù)雜問問題77,9。3.2.1 串聯(lián)型型混合動動力汽車車的控制制策略由于串聯(lián)聯(lián)型混合合動力汽汽車的發(fā)發(fā)動機(jī)與與汽車行行駛工況況沒有直直接聯(lián)系系，因此控控制策略略的主要要目標(biāo)是是使發(fā)動動機(jī)在最最佳效率率區(qū)和排排放區(qū)工工作。此此外，為了優(yōu)優(yōu)化控制制策略，還必須須考慮合合并在一一起的電電池、電電傳動系系統(tǒng)、發(fā)發(fā)動機(jī)和和發(fā)電機(jī)機(jī)的總體體效率。以下介介紹串聯(lián)聯(lián)型混合合動力汽汽車的兩兩種基本本的控制制模式2。(1) 恒溫器器控制模模式當(dāng)蓄電池池SOCC 降到到設(shè)定的的低門限限值時，發(fā)動機(jī)機(jī)啟動，一部分分功率用用于滿足足車輪驅(qū)驅(qū)動功率率要求，另一部部分功率率向蓄電電

48、池充電電。而當(dāng)當(dāng)蓄電池池組SOOC 上上升到所所設(shè)定的的高門限限值時，發(fā)動機(jī)機(jī)關(guān)閉，由電機(jī)機(jī)驅(qū)動車車輪。在在這種模模式中蓄蓄電池組組要滿足足所有瞬瞬時功率率的要求求，蓄電池池組的過過度循環(huán)環(huán)所引起起的損失失可能會會減少發(fā)發(fā)動機(jī)優(yōu)優(yōu)化所帶帶來的好好處。這這種模式式對發(fā)動動機(jī)比較較有利而而對蓄電電池不利利。(2) 發(fā)動機(jī)機(jī)跟蹤器器控制模模式發(fā)動機(jī)的的功率緊緊跟隨車車輪功率率的變化化，這與傳傳統(tǒng)的汽汽車運(yùn)行行相似。采用這這種控制制策略，蓄電池池工作循循環(huán)將消消失，與充放放電有關(guān)關(guān)的蓄電電池組損損失被減減少到最最低程度度。但發(fā)發(fā)動機(jī)必必須在從從低到高高的整個個負(fù)荷區(qū)區(qū)范圍內(nèi)內(nèi)運(yùn)行，而且發(fā)發(fā)動機(jī)的的功率

49、快快速而動動態(tài)地變變化，這些都都損害了了發(fā)動機(jī)機(jī)的效率率和排放放性能(尤其在在低負(fù)荷荷區(qū)) 。解決決的辦法法是采用用自動無無級變速速器CVVT(CConttinuuoussly Varriabble Traansmmisssionn) ，通過調(diào)調(diào)節(jié)CVVT 速速比，控制發(fā)發(fā)動機(jī)沿沿最小油油耗曲線線運(yùn)行，這樣同同時減少少了HCC 和CCO的排排放量。上述兩兩種控制制模式可可以結(jié)合合起來使使用，其目的的是充分分利用發(fā)發(fā)動機(jī)和和電池的的高效率率區(qū)，使其達(dá)達(dá)到整體體效率最最高。例例如，當(dāng)汽車車加速時時，為了滿滿足車輪輪驅(qū)動功功率要求求，降低對對蓄電池池的峰值值功率要要求，延長其其工作壽壽命，可采用用動

50、機(jī)跟跟蹤模式式；而當(dāng)汽汽車車輪輪功率要要求低時時，為了避避免發(fā)動動機(jī)低效效率工況況的發(fā)生生，可以采采用恒溫溫器模式式，以提高高整車系系統(tǒng)的效效率11,112。3.2.2并并聯(lián)混合合動力汽汽車的控控制策略略并聯(lián)式混混合動力力汽車的的控制策策略目前前仍不成成熟，需要進(jìn)進(jìn)一步優(yōu)優(yōu)化。一一般的控控制策略略通常是是根據(jù)電電池的SSOC、駕駛員員的加速速踏板位位置、車車速和驅(qū)驅(qū)動輪的的平均功功率等參參數(shù)，按照一一定的規(guī)規(guī)則使發(fā)發(fā)動機(jī)和和電動機(jī)機(jī)輸出相相應(yīng)的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩(或或功率) ，以滿足足驅(qū)動輪輪驅(qū)動力力矩的要要求99。(1) 以車速速為主要要參數(shù)的的控制策策略這是最早早也是最最常采用用的一種種控制策策略，它

51、利用用車速大大小作為為控制的的依據(jù)。當(dāng)汽車車車速低低于所設(shè)設(shè)定的車車速時，由電機(jī)機(jī)單獨(dú)驅(qū)驅(qū)動車輪輪，當(dāng)車速速高于所所設(shè)定的的車速時時，電機(jī)停停止驅(qū)動動，而由發(fā)發(fā)動機(jī)驅(qū)驅(qū)動車輪輪；當(dāng)車輪輪負(fù)荷比比較大時時(如汽汽車急加加速、爬爬陡坡或或以較高高車速爬爬坡時) ，則由發(fā)發(fā)動機(jī)和和電動機(jī)機(jī)聯(lián)合驅(qū)驅(qū)動車輪輪。這種種策略利利用了電電動機(jī)低低速大轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的作作用，避免了了發(fā)動機(jī)機(jī)的怠速速及低負(fù)負(fù)荷工況況。當(dāng)車車速較高高有助于于發(fā)動機(jī)機(jī)有效工工作時，發(fā)動機(jī)機(jī)的啟動動可避免免純電動動高速行行駛時電電池的快快速放電電損失。在這種種控制策策略中，發(fā)動機(jī)機(jī)啟動的的設(shè)定車車速可以以設(shè)計為為一個定定值。對對于荷電電消耗型

52、型混合動動力汽車車，設(shè)定車車速愈低低，汽車一一次充電電的續(xù)駛駛里程愈愈長。也也有將設(shè)設(shè)定車速速設(shè)計為為蓄電池池組放電電深度的的函數(shù)。美國K.L.BBultter等等人提出出了另一一種基于于速度的的控制策策略。汽汽車在低低速行駛駛時，也是由由電機(jī)單單獨(dú)驅(qū)動動車輪；但當(dāng)車車速高于于所設(shè)定定的車速速時，則采用用了混合合驅(qū)動。此時，發(fā)動機(jī)機(jī)保持在在一個恒恒定的節(jié)節(jié)氣門開開度運(yùn)行行，而由電電機(jī)提供供車輪所所需的動動態(tài)功率率。通過過提高發(fā)發(fā)動機(jī)啟啟動的設(shè)設(shè)定車速速并保持持蓄電池池組的SSOC在在駕駛循循環(huán)前后后不變，可以減減少發(fā)動動機(jī)工作作的時間間。這種種控制策策略有利利于減少少汽車的的排放，但電機(jī)機(jī)及蓄

53、電電池組的的功率較較大，增加了了整車自自重和成成本。對對于采用用上述控控制策略略的荷電電維持型型混合動動力汽車車，還需要要監(jiān)視蓄蓄電池組組的SOOC ，當(dāng)SOOC 降降到某一一設(shè)定值值以下時時，無論此此時車速速多低，發(fā)動機(jī)機(jī)將啟動動，同時一一部分發(fā)發(fā)動機(jī)功功率通過過發(fā)動機(jī)機(jī)向蓄電電池組充充電。(2) 以功率率為主要要參數(shù)的的控制策策略當(dāng)車輪平平均功率率低于某某設(shè)定值值時，汽車由由電動機(jī)機(jī)單獨(dú)驅(qū)驅(qū)動；當(dāng)車輪輪平均功功率高于于該設(shè)定定值時，此時有有利于發(fā)發(fā)動機(jī)有有效工作作，因而發(fā)發(fā)動機(jī)被被啟動，電動機(jī)機(jī)則停止止運(yùn)行。發(fā)動機(jī)機(jī)啟動的的最佳時時機(jī)是在在變速器器換擋期期間，這有助助于獲得得平穩(wěn)的的駕駛性

54、性能。一一旦車輪輪平均功功率超過過發(fā)動機(jī)機(jī)所能提提供的功功率時，電動機(jī)機(jī)啟動，輔助發(fā)發(fā)動機(jī)提提供額外外的功率率。在上上述兩種種控制策策略中，都存在在發(fā)動機(jī)機(jī)和電動動機(jī)聯(lián)合合驅(qū)動的的混合動動力工況況。這種種工況一一般出現(xiàn)現(xiàn)在車輪輪平均功功率很高高的時候候(如急急加速或或以較高高車速爬爬坡) ，其控制制策略有有以下幾幾種模式式： 1) 當(dāng)當(dāng)加速踏踏板踩下下時，發(fā)動機(jī)機(jī)和電動動機(jī)的功功率按照照一定比比例同時時增加，以滿足足駕駛員員的高功功率需求求； 2) 電動機(jī)機(jī)功率一一直增加加到其最最大值，然后啟啟動發(fā)動動機(jī)以提提供補(bǔ)充充動力； 3) 發(fā)動機(jī)機(jī)被控制制在有較較高功率率的低油油耗區(qū)穩(wěn)穩(wěn)定運(yùn)行行，而由

55、電電動機(jī)來來提供所所需的補(bǔ)補(bǔ)充功率率。上述兩種種控制策策略都比比較簡單單，但不能能保證各各部件得得到了最最佳匹配配，無法獲獲得整車車系統(tǒng)的的最大效效率，因此優(yōu)優(yōu)化技術(shù)術(shù)被引入入控制策策略研究究中。(3) 采用優(yōu)優(yōu)化技術(shù)術(shù)的控制制策略15法國學(xué)者者Sebbasttienn Dzzlpaart和和Ginno PPagaanellli等等人研究究了帶機(jī)機(jī)械有級級式變速速器的并并聯(lián)型混混合動力力汽車在在混合動動力工況況時的能能量分配配優(yōu)化問問題，建立了了電機(jī)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩和變變速器檔檔位為優(yōu)優(yōu)化變量量、以給給定循環(huán)環(huán)工況下下發(fā)動機(jī)機(jī)油耗最最小為目目標(biāo)的有有約束優(yōu)優(yōu)化計算算模型。該優(yōu)化化計算結(jié)結(jié)果雖然然不能用用

56、于實(shí)時時控制，但對于于推導(dǎo)汽汽車實(shí)時時控制策策略是有有益的。為了使使發(fā)動機(jī)機(jī)工作在在最佳效效率區(qū)，在混合合動力汽汽車上裝裝備CVVT 成成為目前前的一種種發(fā)展趨趨勢。德德國學(xué)者者Ulrrichh Zooelcch等人人對帶有有CVTT的并聯(lián)聯(lián)型混合合動力汽汽車作了了研究，以汽車車在一個個給定駕駕駛循環(huán)環(huán)工況中中發(fā)動機(jī)機(jī)油耗最最小為目目標(biāo)函數(shù)數(shù)，建立了了包括CCVT、電機(jī)效效率在內(nèi)內(nèi)的優(yōu)化化計算模模型，利用動動態(tài)優(yōu)化化技術(shù)對對發(fā)動機(jī)機(jī)、電動動機(jī)(發(fā)發(fā)電機(jī)) 所應(yīng)應(yīng)分配的的轉(zhuǎn)矩和和CVTT速比進(jìn)進(jìn)行了計計算，并由此此確定滿滿足最小小燃油量量所需要要的電機(jī)機(jī)額定功功率。該該優(yōu)化方方法只能能用于特特定

57、的駕駕駛循環(huán)環(huán)，不能用用于汽車車的實(shí)時時控制。KIAA汽車公公司的CChunnho Kimm等人提提出以燃燃油經(jīng)濟(jì)濟(jì)性為目目標(biāo)的優(yōu)優(yōu)化控制制策略，該方法法將電池池輸出功功率轉(zhuǎn)化化為等效效的燃油油量，建立了了基于有有效燃油油消耗率率的優(yōu)化化模型，以發(fā)動動機(jī)燃油油消耗量量最小為為目標(biāo)函函數(shù)，得到隨隨車速、電池組組SOCC 和所所需功率率而變化化的控制制量(CCVT 速比、電動機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)矩、發(fā)動機(jī)機(jī)節(jié)氣門門) 。這種控控制策略略的實(shí)質(zhì)質(zhì)就是將將發(fā)動機(jī)機(jī)和電機(jī)機(jī)控制在在最佳效效率區(qū)工工作，從而達(dá)達(dá)到最佳佳的燃油油經(jīng)濟(jì)性性。這種種方法可可以用于于汽車的的實(shí)時控控制，但沒有有考慮汽汽車駕駛駛循環(huán)工工況的影影響

58、及發(fā)發(fā)動機(jī)排排放問題題。(4) 以成本本和燃油油經(jīng)濟(jì)性性為目標(biāo)標(biāo)的控制制策略13,14采用這種種控制策策略的混混合動力力汽車裝裝備了小小功率電電機(jī)和小小容量的的蓄電池池組，使蓄電電池組的的成本和和質(zhì)量減減少到最最小程度度。在這這種策略略中，電動機(jī)機(jī)一般僅僅僅只在在汽車急急加速時時才啟動動，輔助發(fā)發(fā)動機(jī)向向車輪提提供加速速所需的的功率。而汽車車的一般般行駛工工況則由由一個小小排量的的發(fā)動機(jī)機(jī)單獨(dú)驅(qū)驅(qū)動，并在蓄蓄電池組組SOCC 下降降到一定定程度時時為其充充電，這進(jìn)一一步提高高了發(fā)動動機(jī)的負(fù)負(fù)荷率。當(dāng)汽車車減速時時，蓄電池池組吸收收制動能能量而充充電。這這種控制制策略存存在的一一個缺陷陷是，由于

59、發(fā)發(fā)動機(jī)幾幾乎一直直處于工工作運(yùn)行行狀態(tài)，雖然避避免了發(fā)發(fā)動機(jī)開開關(guān)控制制引起的的發(fā)動機(jī)機(jī)效率下下降問題題，但無法法消除發(fā)發(fā)動機(jī)在在低負(fù)荷荷時的排排放問題題。這種汽車車在加速速時的控控制策略略有以下下幾種模模式：(1) 當(dāng)汽車車原地起起步時，由發(fā)動動機(jī)單獨(dú)獨(dú)驅(qū)動汽汽車起步步，或者由由電動機(jī)機(jī)單獨(dú)驅(qū)驅(qū)動汽車車起步，然后在在汽車的的速度增增加到一一定值時時，發(fā)動機(jī)機(jī)啟動，提供加加速所需需的補(bǔ)充充動力。(2) 當(dāng)汽車車快速起起步或急急加速時時，發(fā)動機(jī)機(jī)和電動動機(jī)聯(lián)合合向車輪輪提供驅(qū)驅(qū)動功率率。克萊斯勒勒的道奇奇無畏EESX、本田IInsiightt和日產(chǎn)產(chǎn)的混合合動力汽汽車都采采用了這這種控制制策略

60、，這類汽汽車也被被稱之為為輕度混混合動力力汽車。這類汽汽車只有有少量或或者完全全沒有純純電動工工況，但整車車成本和和質(zhì)量都都大為降降低，并且燃燃油經(jīng)濟(jì)濟(jì)性可以以達(dá)到相相當(dāng)好的的程度(Inssighht和道道奇無畏畏ESXX混合動動力汽車車的百公公里油耗耗分別為為3.33 L和和3.44L) ，排放也也有比較較大的改改善，但為了了滿足今今后更為為嚴(yán)格的的排放標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)動機(jī)機(jī)排量還還需要進(jìn)進(jìn)一步降降低。本本田和日日產(chǎn)的這這種混合合動力車車都裝備備了CVVT ，進(jìn)一步步改善了了整車的的燃油經(jīng)經(jīng)濟(jì)性和和排放。3.2.3混聯(lián)聯(lián)式混合合動力汽汽車的控控制策略略混聯(lián)式混混合動力力汽車的的控制策策略通常常有兩