电动及混合动力汽车控制系统开发与优化研究

《北京汽车》2009.No.3北京汽车文章编号：1002-4581（2009）03-0021-04电动汽车用驱动电机控制系统研究肖平1冯能莲2XIAOPing1，FENGNeng-lian2（1.安徽工程科技学院先进数控和伺服驱动技术安徽省重点实验室，安徽芜湖241000；2.北京工业大学环能学院，北京100022）摘要：驱动电机的控制技术是电动汽车的关键技术之一，对整车性能有决定性的影响。文中针对电动汽车的要求对直流驱动电机的控制系统进行研究，完成了控制系统软硬件设计。采用智能功率模块IPM作为强电回路的主要功率器件，设计中采用软件滤波和光电隔离的措施以提高系统的抗干扰能力，采用模糊PI调节对电枢电流和励磁电流进行闭环控制。试验表明，所设计的控制系统能够满足电动汽车的行驶要求，为进一步进行电动汽车的研究奠定了基础，积累了一定的技术经验。关键词：电动汽车；直流电机；控制；设计；模糊PI中图分类号：U469.72:TM331+.3文献标识码：A自从电动汽车面世以来，就有了电机驱动系统。电机驱动系统是电动汽车的心脏。它的任务是在驾驶员的控制下，将蓄电池的电能转化为车轮上的动能，或者将车辆上的动能反馈到蓄电池中[1]。电动汽车对电机驱动控制系统的基本要求是：有4~5倍的过载动力以满足短时加速行驶和最大爬坡度的要求；电机应根据车型、车辆的行驶规律进行设计；要求有较高的功率密度和好的效率图（在较宽的转速和转矩范围内都有较高的效率），从而能够降低车重，延长续驶里程；为使多电机协调运行，要求电动汽车驱动电机可控性高、稳态精度高、动态性能好[2]。目前，在电动汽车上运用的电机驱动系统主要有直流电机驱动系统、异步电机驱动系统、开关磁阻电机驱动系统、永磁电机驱动系统。异步电机有结构简单、电机成本低等优点，但有驱动系统的控制复杂，不易达到宽范围的恒功率调速的缺点；开关磁阻电机有效率高、成本低等优点，但是电机驱动系统有转矩脉动，噪声大并且使用位置传感器增加了结构复杂度，降低了可靠性等缺点；永磁电机具有功率密度高、在宽速度范围内运行效率高等优点，但有驱动系统电流损耗大，永磁体有退磁问题,有转矩脉动，工作噪声大等缺点。与这3种电机驱动系统相比，直流驱动系统具有成本低、调速性能好(平滑和精确)、控制器简单、控制相对成熟等优点，同时直流电机还具有起动转矩高和宽恒功率调速范围，适合在牵引领域应用等优点；因此，本课题研究的电动汽车采用直流电机驱动系统，尽管它存在机械换向器所引起的效率低、转矩脉动大等缺点[3]，但是由于设计中采用了直流斩波技术，使得直流电机的功率因数、工作效率、动态性能和转矩脉动性得到明显改善，因此设计中的直流电机能够满足电动汽车的工作要求。1驱动电机控制系统硬件设计文中所研究的电动汽车，电池为水平铅布电池，单体电池容量85Ah，额定电压216V（单体电池电压12V×电池数18）；驱动电机采用45kW他励直流电机，其控制系统硬件设计包括电机的·电动汽车用驱动电机控制系统研究·

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EQ6110混合动力电动汽车再生制动控制策略研究3

耿　聪　刘　溧　张　欣　张　良(北京交通大学机械与电子控制工程学院,北京　100044) [摘要]　分析了电机再生制动对车辆制动性能的影响以及典型城市公交客车运行工况特点,提出了适于EQ6110HEV的再生制动控制策略———低制动强度时优先采用再生制动,高强度时按比例复合再生制动与摩擦制动。仿真计算表明:在各种循环工况下,EQ6110HEV采用这种再生制动控制策略均有较好的节能效果,可降低能耗10%～25%。叙词:混合动力电动汽车,再生制动,控制策略

AStudyonControlStrategyforRegenerativeBrakinginEQ6110HybridElectricVehicle

GengCong,LiuLi,ZhangXin&ZhangLiangCollegeofMechanicalandEletronicControlEngineering,BeijingJiaotongUniversity,Beijing100044 [Abstract]　Theeffectofmotorregenerativebrakingonvehiclebrakingperformanceareanalyzedandtyp2icaldrivingconditionsofcitybusarediscussed1Aregenerativebrakingcontrolstrategyforhybridelectricbusisproposed,inwhichregenerativebrakingisadoptedforlowbrakingintensityandthecombinationofregenerativebrakingandfrictionbrakingforhighbrakingintensity1Simulationresultsshowthatenergyconsumptionofcitybuscanbereducedby10%～25%underdifferentdrivingcycleswhenapplyingthisregenerativebrakingcontrolstrategy1Keywords:Hybridelectricvehicle,Regenerativebraking,Controlstrategy

混合动力电动汽车控制系统设计与能量 管理策略研究

摘要：随着能源危机以及能源问题日益严重，混合动力汽车成为了目前世界上的新一代清洁汽车研究重点。混合动力借助的是以往的汽油引擎以及电动机输出动力的相互配合，在工作的时候借助引擎可以对蓄电池进行充电，将电动机和引擎产生的动力不断切换和转化，达到双动能推动。这样的配合以电动机驱动为主，引擎驱动为辅，达到预期为减少耗油和废气排放的环保效益。鉴于此，本文就混合动力电动汽车控制系统设计与能量管理展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。

关键词：混合动力电动汽车；能量管理策略；深度强化学习

1混合动力电动汽车的定义及驱动类型

1.1串联式混合动力电动汽车（SHEV）

串联式混合动力汽车动力系统有三大部件组成：发动机、发电机和驱动电机，三大部件采用“串联”的方式构成动力系统。动力系统的工作原理是：发动机首先将燃料燃烧产生的能量转换为机械能，然后驱动发电机将机械能转化为电能，再由整流器将产生的电能进行整流并存储在蓄电池中，最后由蓄电池为驱动电机供电，电机驱动车轮行驶。串联式的混合动力系统结构具有以下优点：驱动电机和发动机不直接进行机械连接，发动机的转速可独立于车速之外单独运行，因此发动机的转速可以保持在稳定、高效率、低污染的区间，从而达到提升燃油利用效率、降低污染物的排放的目的。

1.2并联式混合动力电动汽车（PHEV）

并联式混合动力汽车的发动机和电机分属两套动力系统，均可以独立的向车轮传递动力，发动机和电机以转矩或转速的方式耦合后与驱动系统连接其中，电机的作用有两个：一是作为电动机向外提供动力，二是回收车辆制动产生的能量或部分发动机产生的能量，作为发电机给蓄电池充电。并联式混合动力系统的主要优点：电机系统和发动机系统分别独立驱动车轮，降低了能量转化的损失；动力系统结构紧凑，仅需使用一个电机，即可实现驱动和回收滑行或制动过程的能量。其缺点是：为了调节发动机的工作点需要采用多档传动装置，由于驱动系统和发动机之间仍存在机械连接，导致发动机的工作点无法在理论上工作于任意低油耗或者低排放区。

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混合动力汽车能量控制优化策略研究

作者：杜大瑞

来源：《中国科技博览》2017年第14期

[摘 要]混合动力汽车包括两种甚至两种以上的能源装置，关于混合动力汽车的优化，主要是选择参数相匹配的电动机、发动机、传动机构、蓄电池部件、合适的控制优化策略。其中制定合适的能量控制策略至关重要。本文主要从能量控制优化策略角度出发分析，阐述串联式、并联式、混联式混合动力汽车的优化控制策略。

[关键词]混合动力汽车，优化，能量控制策略

中图分类号：U336 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）14-0038-01

近些年，现代交通系统不断完善，汽车已成为人民首选的出行工具，随之出现的是石油需求不断增长，然而石油是不可再生资源。面对日益严重的石油危机，全球气候变暖等诸多问题。新能源电动车作为一种搭载清洁能源，对环境友好、对自然消耗率小的新兴汽车，吸引了诸多企业。汽车制造商纷纷开始进行相关的研究。如今混合动力汽车发展迅猛，众多汽车生产商将其作为公司发展新的战略阵地。

混合动力汽车主要包括两种能量流，其一是发动力的动能能量流，其二为电动机的电能量流。能量管理系统的目标主要是提高车辆的燃油经济型，减少排放，同时不削弱车辆的加速能力，爬坡能力，与此同时在成本上加以控制。理想的能量优化控制策略能够保证混合动力汽车在多动力源共同作用下实现模式切换与功率分配，使能量管理系统对多股动力适时切换转变。

混合动力汽车分类多种多样，按照发动机及点动力功率大小可分为里程延长型、双模式型、动力辅助性。按照运行模式的不同，可分为发动机开/关模式型、发动机连续运行模式型。按照发动机及电动机是否布置在同一轴线上，混合动力汽车可分为单轴型与双轴型。根据动力源数量及动力系统结构形式，分为串联式、并联式、混联式。本文主要从动力源数量分类角度，对串联式、并联式、混联式混合动力汽车能源优化控制策略进行分析与阐述。[1]