混合动力电动汽车技术第4章 混合动力汽车能量管理控制策略

混合动力汽车能量管理策略研究随着汽车行业的快速发展和环境问题的日益突出，混合动力汽车作为一种创新的汽车动力系统，引起了广泛的关注。

混合动力汽车的能量管理策略对于其性能和燃油经济性至关重要。

本篇文章将探讨混合动力汽车能量管理策略的研究进展，重点关注了自适应能量管理策略、优化能量管理策略和预测能量管理策略。

自适应能量管理策略是混合动力汽车能量管理研究的重要方向之一。

这种策略通过实时监控车辆的状态和驾驶员行为，以及预测车辆未来的工作模式，来动态地分配动力系统中的内燃机和电动机的功率。

自适应能量管理策略的目标是最大化混合动力汽车的燃油经济性和性能。

许多研究者使用机器学习算法来开发自适应能量管理策略，例如神经网络、遗传算法和模糊逻辑。

这些算法可以根据实时数据进行学习和优化，从而实现最佳的能量管理策略。

优化能量管理策略是通过数学模型和优化算法来设计最佳的能量管理策略。

这种策略基于车辆的动力需求和动力系统的特性，通过优化算法来确定最有效的功率分配和能量流控制策略，以提高混合动力汽车的性能和能源利用效率。

常见的优化算法包括动态规划、二次规划、模型预测控制等。

优化能量管理策略能够在不同的工况下实现最优的能量管理，并且具有较高的鲁棒性和可靠性。

预测能量管理策略是通过预测未来的驾驶和路况信息，来制定最佳的能量管理策略。

这种策略利用传感器和智能算法来预测驾驶员的行为、路况和交通状况等因素。

通过精确的预测，混合动力汽车可以提前做出适当的响应，实现最优的功率分配和能源利用。

常用的预测算法包括马尔可夫模型、人工神经网络和支持向量机等。

预测能量管理策略可以显著提高混合动力汽车的燃油经济性和行驶性能。

综上所述，混合动力汽车能量管理策略研究涉及到自适应能量管理策略、优化能量管理策略和预测能量管理策略。

这些策略的共同目标是提高混合动力汽车的性能和燃油经济性。

自适应能量管理策略通过实时监控和学习来动态调整功率分配策略；优化能量管理策略利用数学模型和优化算法来设计最佳策略；预测能量管理策略通过预测未来信息来制定最优策略。

混合动力系统的能量管理策略优化混合动力系统是一种结合了内燃机和电动机的技术，通过合理地配置功率来源，既能提高车辆的燃油经济性，又能降低对环境的影响。

而能量管理策略作为混合动力系统的核心所在，直接关系到系统的性能和效率。

本文将会探讨混合动力系统的能量管理策略优化，以期提供一些有益的思考。

一、混合动力系统简介混合动力系统是汽车动力系统的一种创新形式，由燃油引擎和电动机构成。

燃油引擎主要负责长途高速行驶时的动力提供，而电动机则在低速或起步时发挥作用。

通过两种动力形式的合理配合，混合动力系统在提高燃油经济性的同时，能够减少氮氧化物和颗粒物等有害物质的排放。

二、能量管理策略的重要性能量管理策略是混合动力系统保持高效运行的关键。

通过智能的能量管理，能将引擎和电动机的工作状态在合适的时候转换，最大程度地利用能量。

当车辆处于行驶过程中，能量管理策略会根据不同的驾驶模式选择合适的能量转换方式，尽量减少能量的浪费。

三、混合动力系统的能量流分析混合动力系统的能量流分析是能量管理策略优化的前提。

通过对系统中各个部件的能量流方向和能量转换过程的分析，可以找到合理的优化方案。

以一款典型的混合动力汽车为例，燃油引擎通过传动系统与驱动轮相连，同时通过发电机给电动机供电；电动机既可以通过储能系统提供电力，也可以通过发电机获得能量。

在不同的驾驶模式下，能量的流动路径和比例会发生变化，能量管理策略需要根据实际情况进行调整。

四、基于经济性的能量管理策略经济性是影响能量管理策略的一个重要指标。

一种基于经济性的能量管理策略主要考虑的是系统的燃油效率和运行成本。

通过对车辆行驶状态和驾驶模式的实时监测，能够合理调整能量转换的工作方式，使得耗能最小化。

例如，在长时间高速行驶中，燃油引擎可以更多地提供功率，以提高燃油经济性；而在城市拥堵的情况下，电动机可以发挥更大作用，以减少燃料的消耗。

五、基于环境友好性的能量管理策略环境友好性也是一个重要的能量管理策略指标。

混合动力汽车动力系统能量管理策略研究随着环保和可持续发展的要求日益增强，混合动力汽车作为一种具有高效能源利用和低排放的汽车技术，逐渐成为汽车行业的研究热点。

混合动力汽车动力系统的能量管理策略是关键技术，对实现最佳燃料经济性和性能提升至关重要。

本文将针对混合动力汽车动力系统能量管理策略进行研究。

一、混合动力汽车动力系统概述混合动力汽车动力系统包括汽油发动机、电动机、电池和电子控制单元等重要组成部分。

其工作原理是通过汽油发动机和电动机的协同作用，在不同行驶和工况状态下选择最佳的能量转换方式，以达到降低燃料消耗和排放的目的。

二、混合动力汽车能量管理原理混合动力汽车能量管理的基本原理是根据车辆当前工况的需求以及不同动力单元的性能特点，合理地调度能量的分配和转换过程。

其中，电子控制单元起到关键的作用，通过对各个部分的控制和优化，实现能量的高效利用。

1. 能量转换策略对于混合动力汽车，最常见的能量转换策略是串级和并级两种。

串级是指将发动机和电动机按顺序连接，发动机为主要能源供应，电动机作为辅助；并级则是将发动机和电动机同时提供动力，发动机负责提供额外的功率补充。

选择合适的能量转换策略对于提高燃料经济性和性能至关重要。

2. 能量分配策略能量分配策略是指根据车辆当前工况和驾驶需求，合理地分配汽油发动机和电动机之间的能量转换比例。

根据市区、高速等不同行驶环境，以及加速、制动等不同驾驶操作，动力系统的能量分配需要进行不断调整和优化。

三、混合动力汽车能量管理策略研究方法针对混合动力汽车能量管理策略的研究，可以采用多种方法进行分析和优化。

1. 基于规则的能量管理策略基于规则的能量管理策略是最简单直观的方法，通过事先设定的规则和逻辑来进行能量的控制和分配。

这种方法相对容易实现，但是对于复杂的驾驶工况和能量转换策略可能不够灵活和精细。

2. 基于经验的能量管理策略基于经验的能量管理策略是结合实际车辆运行数据和经验规律进行能量管理的方法。

混合动力电动汽车能量管理策略研究摘要：随着全世界石油资源的日益枯竭和对环境保护力度的增加，迫使全球的汽车工业开发新能源的汽车，而把传统的燃油汽车和纯电动汽车的优点融入到新型汽车中成为当今热门。

都认为只有这样才是最适合当今社会的混合能源汽车，混合动力汽车性能的充分发挥与其采用的能量管理策略息息相关。

所使用的能源不光要满足汽车动力性能，还要减少污染物的排放。

因此，所使用的策略应当根据系统的特性和当时实际的运行工况来实现发动机和电机之间最佳的转矩分配，从而达到最优。

关键词：混合动力汽车；能量管理系统；控制策略Research on Energy Management Strategy of Hybrid Electric VehicleAbstract：With the increasing depletion of oil resources around the world and the increase in environmental protection efforts, forcing the global automotive industry to develop new energy vehicles, and the traditional fuel vehicles and pure electric vehicles into the new car into the advantages of today's popular. Think that only this is the most suitable for today's society of hybrid energy vehicles, hybrid vehicle performance and its full use of the energy management strategy is closely related. The energy used is not only to meet the vehicle power performance, but also to reduce pollutant emissions. Therefore, the strategy used should be based on the characteristics of the system and the actual operating conditions to achieve the best torque between the engine and the motor distribution, so as to achieve the best.Keywords：hybrid vehicle；energy management system；control strategy目录摘要 (I)Abstract. ........................................................................................................................... I I 目录 (III)1 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 混合动力电动汽车发展概况 (1)1.3 本文主要内容 (2)2 混合动力电动汽车能源分析 (4)2.1 化学电池 (4)2.1.1 锂离子电池 (4)2.1.2 镍氢电池 (9)2.1.3 铅酸电池 (10)2.2 物理电池 (13)2.3 生物电池 (14)2.4 本章小结 (15)3 混合动力电动汽车关键技术 (16)3.1驱动电动机及其控制技术 (16)3.2动力电池及其管理系统 (16)3.3整车能量管理控制系统 (16)3.4 先进控制技术的应用 (17)4 混合动力电动汽车基本结构及其相应的控制策略 (19)4.1串联式混合动力电动汽车 (19)4.1.1驱动模式 (19)4.1.2 优缺点 (19)4.1.3 控制策略 (20)4.2并联式混合动力电动汽车 (21)4.2.1结构 (21)4.2.2驱动模式 (21)4.2.3优缺点 (21)4.2.4控制策略 (22)4.3混联式的电动汽车 (22)4.3.1结构 (23)4.3.2控制策略 (23)5 总结和展望 (25)参考文献 (26)致谢 (27)1 绪论1.1 引言随着全球资源的减少和环保努力的发展，低排放，低功耗的新型车辆电力系统是全球汽车行业的发展趋势。

混合动力汽车的能量控制策略能量管理策略的控制目标是根据驾驶人的操作，如对加速踏板、制动踏板等的操作，判断驾驶人的意图，在满足车辆动力性能的前提下，最优地分配电机、发动机、动力电池等部件的功率输出，实现能量的最优分配，提高车辆的燃油经济性和排放性能。

由于混合动力汽车中的动力电池不需要外部充电，能量管理策略还应考虑动力电池的荷电状态（SOC）平衡，以延长其使用寿命，降低车辆维护成本。

混合动力汽车的能量管理系统十分复杂，并且因系统组成不同而存在很大差别。

下面简单介绍3种混合动力汽车的能量管理策略。

1、串联式混合动力汽车能量管理控制策略由于串联混合动力汽车的发动机与汽车行驶工况没有直接联系，因此能量管理控制策略的主要目标是使发动机在最佳效率区和排放区工作。

为优化能量分配整体效率，还应考虑传动系统的动力电池、发动机、电动机和发电机等部件。

串联式混合动力汽车有3种基本的能量管理策略。

（1）恒温器策略当动力电池SOC低于设定的低门限值时，起动发动机，在最低油耗或排放点按恒功率模式输出，一部分功率用于满足车轮驱动功率要求，另一部分功率给动力电池充电。

而当动力电池SOC上升到所设定的高门限值时，发动机关闭，由电机驱动车辆。

其优点是发动机效率高、排放低，缺点是动力电池充放电频繁。

加上发动机开关时的动态损耗，使系统总体损失功率变大，能量转换效率较低。

（2）功率跟踪式策略由发动机全程跟踪车辆功率需求，只在动力电池SOC大于设定上限，且仅由动力电池提供的功率能满足车辆需求时，发动机才停机或怠速运行。

由于动力电池容量小，其充放电次数减少，使系统内部损失减少。

但是发动机必须在从低到高的较大负荷区内运行，这使发动机的效率和排放不如恒温器策略。

（3）基本规则型策略该策略综合了恒温器策略与功率跟踪式策略的优点，根据发动机负荷特性图设定高效率工作区，根据动力电池的充放电特性设定动力电池高效率的SOC范围。

同时设定一组控制规则，根据需求功率和SOC进行控制，以充分利用发动机和动力电池的高效率区，使两者达到整体效率最高。

混合动力系统的能量管理策略与优化研究随着全球环境问题日益严重，汽车行业正加速推出新一代节能环保汽车。

混合动力车辆，简称“HEV”，是一种能够有效降低能量消耗和减少环境污染的先进汽车。

HEV采用双动力系统——一个内燃机和一个电机——同时驱动车辆。

它们在道路不同阶段以不同的模式工作，以实现最佳的燃油经济性和驾驶性能。

然而，为了提高混合动力汽车的汽油效率和性能，一个合理的能量管理策略至关重要。

能量管理策略是指决定何时启动和关闭发动机、何时充电电池、何时将应用场景转换为电动驱动等问题的规则。

一种合理的能量管理策略可以大大提高汽车的燃油经济性，并提高车辆的性能和可靠性。

混合动力车辆具有很好的可降低燃料消耗和尾气排放等特点。

其中，能量利用效率直接影响混合动力车辆的燃油效率。

能量管理策略作为一种控制混合动力车辆动力系统的决策，对能量利用效率的提高发挥着重要作用。

随着电子技术的快速发展和混合动力车辆的普及，能量管理策略的研究已成为当前混合动力汽车领域的热点之一。

对于混合动力汽车能量管理策略的优化研究，过去几十年来，国内外学者已经进行了许多有益的探索。

主要可以分为以下几类：1. 基于规则的能量管理策略基于规则的能量管理策略通常基于公式式、概率论、图论等方法来制定能量调度算法。

该方法简单方便，但其表现性能较差，无法在不同驾驶环境下实现最佳效果。

2. 基于模型的能量管理策略基于模型的能量管理策略是研究混合动力汽车能量管理的最新研究方向之一。

该方法不需要实车测试，提高了节能与环保技术研究的效率，但是要准确描述动力系统的模型，可以说是在推动混合动力发展方面起到了至关重要的作用。

3. 基于优化的能量管理策略基于优化的能量管理策略主要是通过优化算法对混合动力动力系统的总能量利用效率进行优化，提高了车辆的经济性和环保性能。

这需要利用高效的数学优化工具，同时考虑到实际工况和车辆性能等因素，以实现控制的最优化。

对于能量管理策略优化研究中面临的挑战，主要包括以下几点：1. 算法设计与优化设计一种高效的能量管理策略需要运用多种数学优化算法，并根据现实业务环境进行有效的算法组合。