混合动力原理
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混动技术原理摘要:混动技术是一种结合了传统内燃发动机和电动动力的先进汽车动力系统。
它的出现不仅提高了汽车的燃油经济性和环保性,也为汽车行业带来了全新的发展方向。
本文将从混动技术的原理、种类和优势等方面进行详细介绍。
一、混动技术原理混动技术是指内燃发动机与电动机结合的一种汽车动力系统,它融合了传统燃油动力和电动动力的优势,旨在提高汽车的燃油经济性和环保性能。
混动技术的原理主要包括能量转化、能量储存和能量利用三个方面。
1. 能量转化:混动汽车通常搭载的是内燃发动机和电动机两种动力装置。
内燃发动机通过燃烧燃油产生机械能,然后传输到车轮上驱动汽车前进。
而电动机主要依靠电能转化为机械能,同样可以提供驱动力。
混动汽车将这两种动力装置有效地结合在一起,实现在不同工况下的灵活切换,从而有效提高了动力系统的效率和动力输出。
2. 能量储存:混动汽车通常在车辆底部设有电池组,用来储存电能。
在车辆行驶过程中,电动机可以通过能量转化将部分动能转化为电能,存储到电池组中。
这样既能利用制动过程中产生的动能,又能实现电能的储存,为后续驱动车辆提供能量来源。
3. 能量利用:混动汽车的控制系统可以根据行驶条件和车速、负荷等参数,实时调整内燃发动机和电动机的工作模式,实现最优的能量利用效果。
在起步、低速行驶或急加速时,电动机可以提供额外的动力输出,减少内燃机负荷,降低油耗;而在高速行驶或爬坡时,内燃发动机则可以充分发挥功率输出,实现高效驱动。
混动技术通过能量转化、储存和利用的方式,有效结合了内燃发动机和电动机的优势,最大限度地提高了汽车动力系统的效率和性能。
二、混动技术的种类混动技术主要有串联式混合动力(Series Hybrid)、并联式混合动力(Parallel Hybrid)和混合式混合动力(Power-Split Hybrid)三种类型。
1. 串联式混合动力:串联式混合动力系统是将内燃发动机单独用于发电机发电,由电动机提供全部或大部分的动力,而内燃发动机则只用于发电,不直接驱动车轮。
混合动力汽车工作原理
混合动力汽车是一种结合了内燃机和电动机两种动力系统的汽车。
其工作原理可简单概括如下:
1. 能量转化:混合动力汽车首先将燃油转化为机械能,通过内燃机燃烧汽油或柴油产生动力,并通过传动系统将动力传递给车轮驱动汽车前进。
2. 储能与再生制动:混合动力汽车还利用电池储存电能,并通过再生制动系统将制动时产生的动能转化为电能储存于电池中。
这样,在制动过程中可以回收部分能量并减少能量损失。
3. 动力协同:在混合动力汽车的工作过程中,内燃机和电动机可以同时或分别提供动力,根据车速、负载和驾驶需求智能调配各种动力源,以获得最佳的燃油经济性和最高的驾驶性能。
4. 能量转换:混合动力汽车通过电子控制系统将内燃机和电动机的能量进行转换和传递,可以根据需要将内燃机的机械能转化为电能储存在电池中,或将电能转化为机械能驱动汽车。
5. 能量优化:混合动力汽车通过智能控制系统根据行驶状况和驾驶方式进行能量的优化调配,例如在低速行驶时电动机工作,可以减少排放和噪音;在高速行驶时内燃机工作,可以获得更高的动力输出。
总之,混合动力汽车通过将内燃机和电动机两种动力系统智能
结合,充分利用能量转化和储存技术,实现能量的高效利用和减少碳排放,是一种环保可持续发展的汽车解决方案。
混合动力汽车的工作原理混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle, HEV)是一种结合了内燃机与电动机的动力系统,既能够利用传统燃油驱动,又能够借助电动机提供动力。
其工作原理可分为四个主要模块:发动机、电动机、电池组和控制系统。
一、发动机混合动力汽车的发动机通常采用燃油发动机,如汽油发动机或柴油发动机。
发动机在高速公路等速度较高的工况下发挥优势,为车辆提供动力。
发动机的功率主要通过传统动力传输系统将动力传至车轮,同时也通过发电机工作时产生电能供电给电动机或电池。
二、电动机混合动力汽车的电动机可以是交流电动机或直流电动机,其主要由电能供给,通过控制系统调节电动机的输出功率以满足用户对动力的需求。
电动机在低速行驶、起步等工况下表现出色,提供扭矩输出。
同时,当车辆制动或行驶下坡时,电动机也会将动能转化为电能储存至电池中。
三、电池组混合动力汽车的电池组负责存储和释放电能,为电动机提供动力并存储回收的能量。
电池组通常采用高能量密度和高功率密度的锂离子电池,如锂聚合物电池。
当发动机运行时,电池组会通过发电机进行充电;而在制动能量回收和电动机供电时,电池组会释放储存的电能。
四、控制系统混合动力汽车的控制系统是整个动力系统的核心,负责监测和管理发动机、电动机、电池组等各个部件之间的协调工作。
控制系统可以根据驾驶环境和车辆状态的实时变化,智能地控制发动机和电动机的启停、输出功率的分配和能量流向,以实现最佳的燃油效率和动力输出。
在实际的运行中,混合动力汽车通常采用多种工作模式,包括纯电动模式、串联混合模式和并联混合模式。
在纯电动模式下,车辆完全依靠电动机提供动力,无需发动机的参与;在串联混合模式下,发动机发电,主要由电动机驱动车辆,而发动机并未直接提供动力;在并联混合模式下,发动机和电动机可同时或分别驱动车辆。
总的来说,混合动力汽车通过科学地组合和管理发动机、电动机和电池组的工作,实现了能源的高效利用和环境的减排,提供了更经济、更环保的出行方式。
混合动力车工作原理
混合动力车是一种结合了内燃机和电动机两种动力系统的汽车。
其工作原理主要包括以下几个方面:
1. 内燃机工作:混合动力车配备有燃油发动机,内燃机通过燃油的燃烧来产生动力,并驱动车辆运行。
内燃机的特点是功率输出大,但燃油消耗较多,产生的尾气排放污染较大。
2. 电动机工作:混合动力车还搭载有电动机,电动机通过电池供电,利用电能转化为机械能驱动车辆。
电动机的特点是零排放、低噪音和高效能,但续航里程较有限。
3. 系统管理:混合动力车的工作原理中,系统控制和管理起着重要的作用。
系统根据车辆行驶情况和用户需求,通过控制单元实时监测和调节内燃机和电动机的工作方式,以最优化的方式调配两种动力的合作。
4. 能量回收:混合动力车可通过能量回收系统,在制动或减速时将部分动能转化为电能储存到电池中。
这样一来,能够提高车辆能量利用率,降低能源浪费。
通过以上工作原理的组合和协调,混合动力车能够将内燃机和电动机的优点结合起来,实现更高的动力性能和更低的燃油消耗和尾气排放。
同时,混合动力车还具备一定程度的电动驱动能力,使得车辆在低速或城市巡航时能够更加环保节能。
混合动力发电机是一种结合了内燃发动机和电动发电机的发电系统,主要由内燃发动机、发电机和电池组等组成。
其工作原理如下:
1. 主要工作原理:
-内燃发动机:内燃发动机在工作时驱动发电机旋转,通过转动的发电机产生电能。
-电动发电机:电动发电机将机械能转换为电能,将内燃发动机输出的动能转化为电能。
-电池组:电池组会储存发电机产生的电能,同时在需要时提供额外的功率支持。
在运行过程中,通过能量管理系统控制内燃发动机和电动发电机的工作状态,使整个系统在不同工况下实现最佳的能效和性能。
2. 工作模式:
-电动模式:电动机从电池组中获取电能,并驱动发电机工作,同时将电能转化为机械能,从而使发电机运转产生电能。
-混合模式:内燃发动机和电动机同时工作,内燃发动机带动发电机产生电能,同时电池组也提供电能,以满足负载需求。
-充电模式:当电池组电能较低时,内燃发动机会驱动发电机工作,同时为电池组充电,保证电池组足够的储能。
通过这样的工作原理和工作模式,混合动力发电机系统能够灵活、高效地利用内燃发动机和电动发电机的优势,提高能源利用效率,减少污染排放,并在实际应用中得到了广泛的应用。
混合动力怎么工作原理
混合动力是一种利用传统内燃机和电动机共同驱动汽车的系统。
其工作原理可以简单分为下面几个步骤:
1. 启动和低速驾驶:在启动车辆和低速行驶时,电动机通过电池供电驱动汽车。
电池会储存车辆行驶过程中由内燃机和制动过程中产生的能量,并在需要时供给电动机使用。
2. 提高速度和提供额外动力:在需要更高速度或额外动力的情况下,内燃机会被启动并运行。
同时,电动机也会继续提供动力。
这时,内燃机主要负责驱动车辆,而电动机则提供辅助动力以减轻内燃机的负荷,从而实现燃油消耗的降低。
3. 制动和能量回收:当汽车减速或制动时,电动机会变成发电机,将制动过程中产生的能量转化为电能并储存在电池中。
这种能量回收系统可以有效地提高燃油利用率和减少尾气排放。
总的来说,混合动力的工作原理就是通过内燃机和电动机协同工作,根据不同驾驶条件和需求,合理调配两者的功率输出,实现更高的燃油效率和低排放。
混合动力汽车怎么工作原理
混合动力汽车是一种结合了燃油发动机和电动机的汽车,它能够利用两种不同的动力源来驱动车辆。
以下是混合动力汽车的工作原理:
1. 燃油发动机:混合动力汽车配备了一个内燃机,通常是燃油发动机,可以燃烧汽油或柴油来产生动力。
该发动机通过传统的燃烧过程,将燃料转化为机械能,并通过传动系统将动力传输到车轮上。
2. 电动机:混合动力汽车还配备了一个或多个电动机,它们由电池供电。
电动机可以提供额外的动力,特别是在低速行驶和起步时,这有助于减少燃油发动机的燃料消耗。
3. 能量转换和储存:燃油发动机有时会使用电动机的发电功能,将部分机械能转化为电能并储存在电池中。
这样可以在需要时使用这些储存的电能,或者在停车时充电,以便以后使用。
4. 控制系统:混合动力汽车配备了先进的控制系统,可以根据驾驶条件和需求来管理燃油发动机和电动机的使用。
控制系统根据车速、加速度、制动和其他因素来决定何时使用燃油发动机和电动机,以最大程度地提高燃油效率和性能。
总之,混合动力汽车利用燃油发动机和电动机的结合来提供动力,根据驾驶需求和条件来灵活地使用这两种能源,以实现更高的燃油效率和减少尾气排放。
混动汽车工作原理
混动汽车是一种使用混合动力技术的汽车,通过同时使用内燃机和电动机来驱动车辆。
混动汽车的工作原理主要包括以下几个方面:
1. 引擎工作:混动汽车装备了内燃发动机,通常为汽油或柴油发动机。
当需要动力时,内燃发动机会启动并通过燃烧燃料来产生动力。
它可以直接驱动车辆,也可以作为发电机以发电机的方式为电动机供电。
2. 电动机工作:混动汽车还配备了一个电动机,通常是电池供电的。
当需要动力时,电动机会启动,并通过电力驱动车辆。
电动机可以独立驱动车辆,也可以与内燃发动机协同工作,实现更高的动力输出。
3. 能量回收和储存:混动汽车通过回收制动能量和惯性能量来充电电池。
当车辆刹车或减速时,电动机会转换成发电机,将制动能量转化为电能并储存在电池中。
这样可以延长电池的使用寿命,并提高燃油效率。
4. 驱动模式切换:根据驾驶条件和驾驶者的需求,混动汽车可以实现不同的驱动模式切换。
例如,当需要加速时,内燃发动机和电动机可以同时工作以提供额外的动力输出。
而在低速行驶时,电动机可以单独驱动车辆,从而节省燃料消耗。
总的来说,混动汽车通过内燃发动机和电动机的协同工作,合理利用能量回收和储存技术,以及智能的驱动模式切换,实现
了更高效、更环保的汽车驱动方式。
它可以减少对传统燃料的依赖,降低尾气排放,节约能源,并提升驾驶性能和舒适性。
混合动力工作原理
混合动力是指将多种动力系统结合在一起使用的一种动力方式。
主要使用内燃机和电机两种动力系统,通过控制系统进行协调和优化,以达到提高燃油利用率和减少尾气排放的目的。
混合动力主要的工作原理如下:
1. 能量转换:混合动力车辆由内燃机和电机组成,内燃机主要负责驱动车辆并产生额外的电力,而电机则将电能转化为机械能驱动车辆。
内燃机通过燃烧油料产生热能,再通过发电机转化为电能储存于电池中,电机则从电池中取出电能转化为机械能。
2. 能量管理:混合动力车辆的控制系统会通过智能控制算法来管理能量的流动,根据车辆的状态和需求来调整内燃机和电机的工作模式。
例如在启动和低速行驶时,电机会起到主导作用,而在高速行驶时则由内燃机负责驱动。
3. 能量回收:混合动力车辆还可以通过能量回收系统来回收制动能量和发动机的浪费热能。
制动能量回收系统利用制动器将车辆的动能转化为电能储存在电池中,而发动机的浪费热能则通过热能回收系统,将其转化为电能或直接利用于供暖等用途。
4. 智能控制:混合动力车辆的控制系统通过传感器和算法来实时监测车辆的状况和环境变化,并根据这些信息来调整内燃机和电机的工作模式。
通过智能控制,混合动力车辆可以根据需求和情况灵活地切换动力系统,以提高燃油利用率和减少尾气
排放。
总的来说,混合动力通过合理管理和优化内燃机和电机的运行,以及回收利用制动和发动机浪费能量,实现了更高效能的动力系统。
这种工作原理使得混合动力车辆在节能环保方面具有更大的优势。
混合动力汽车的工作原理与维护一、混合动力汽车的工作原理混合动力汽车是一种结合了内燃机和电动机的汽车,它能够同时利用燃油和电能来驱动车辆。
下面将详细介绍混合动力汽车的工作原理。
1. 内燃机工作原理混合动力汽车中的内燃机主要是使用汽油或柴油作为燃料,并通过燃烧产生动力。
内燃机的工作原理是将燃料与空气混合后,在汽缸内点火燃烧,产生高温高压气体推动活塞运动,从而驱动车辆前进。
2. 电动机工作原理混合动力汽车中的电动机主要通过电能来驱动车辆。
电动机的工作原理是利用电能产生的磁场作用力,使电动机转子转动,从而将电能转化为机械能,驱动车辆前进。
3. 能量转换与储存混合动力汽车通过能量转换和储存系统来实现内燃机和电动机之间的协同工作。
当车辆启动时,电动机先通过储存的电能提供动力,以减少内燃机的负荷。
当车辆需要更大的动力时,内燃机会自动启动,并通过发电机产生电能来为电动机提供动力。
同时,通过制动能量回收系统,车辆在制动过程中产生的能量也会被转化为电能储存起来,以供后续使用。
4. 控制系统混合动力汽车的工作还离不开精确的控制系统。
控制系统通过传感器实时监测车辆的工作状态,根据需要调节内燃机和电动机的工作模式,以实现最佳的燃油经济性和动力性能。
二、混合动力汽车的维护混合动力汽车相比传统汽车具有更为复杂的动力系统,因此在维护方面需要特别注意以下几个方面。
1. 定期保养混合动力汽车的定期保养包括更换机油、空气滤清器、燃油滤清器等常规维护项目。
此外,还需要定期检查和清洁电池、电动机以及电动机控制系统,确保其正常工作。
2. 电池维护混合动力汽车的电池是其关键部件之一,需要定期检查电池的电量和健康状况。
如果电池电量较低,应及时充电。
同时,要保持电池的清洁和干燥,避免受潮和腐蚀。
3. 制动系统维护混合动力汽车的制动系统中配备了能量回收系统,对制动系统的维护尤为重要。
定期检查制动片磨损情况,及时更换磨损严重的制动片。
同时,要保持制动系统的清洁,防止灰尘和污物对制动性能的影响。
浅谈混合动力汽车工作模式和控制策略王志杰(福建信息职业技术学院福州,350003)摘要:依据混合动力电动汽车发展现状,介绍串联式、并联式和混联式的混合动力电动汽车的概况,探讨三种结构方式下的工作模式及其能量流动和几种典型控制策略。
关键词:混合动力汽车;HEV;控制策略;0 前言近几十年来,世界各国汽车工业都一直面对能源安全与环境保护两大挑战,为此,各国政府纷纷制定相应的对策,力图开发新一代的清洁节能型汽车。
从上世纪90年代开始,全球各大汽公司首先把目光投放到电动汽车研究上,但由于车用蓄电池的能量密度低、质量较大,使得纯电动汽车的续驶里程短且成本较高,很难实现市场化,而混合动力汽车的出现正好解决了这一难题。
混合动力汽车(Hybrid-Electric Vehicel,缩写HEV)是将电动机与辅助动力单元组合在一辆汽车上做驱动力,辅助动力单元实际上是一台小型燃料发动机或动力发电机组。
混合动力汽车结合了传统和电动驱动系统的特点,即明显减少汽车排放和降低油耗,又有大的行程。
控制策略是混合动力汽车的核心,它根据驾驶员意图和行驶工况,协调各部件间的能量流动合理进行动力分配,优化车载能源,提高整车经济性,适当降低排放,并在不牺牲整车性能的况下,实现两者之间的折中优化。
本文就混合动力汽车工作模式、能量流动和控制策略作了初步的论述,使人们对混合动力汽车技术有一定了解。
1 混合动力汽车技术1.1串联式混合动力汽车串联式混合动力电动汽车由发动机、发电机和电动机三大主要部件总成组成。
发动机仅仅用于发电,发电机所发出的电能供给电动机,电动机驱动汽车行驶。
发电机发出的部分电能向电池充电,来延长混合动力电动汽车的行驶里程。
另外电池还可以单独向电动机提供电能驱动电动汽车,使混合动力电动汽车在零污染状态下行驶。
1.1.1工作模式及其能量流动1.1.1.1纯蓄电池模式当混合动力汽车负荷小(空载)时,由电池驱动电动机带动车轮转动,此时的能量流动如图1所示。
1.1.1.2纯发动机模式载荷比较大时,则由发动机带动发电机发电驱动电动机带动车轮转动。
此时的能量流动如图2所示。
1.1.1.3混合驱动模式当车处于启动、加速、爬坡的工况时,发动机-发电机和蓄电池共同向电动机提供电能。
能量流动图如图3所示。
1.1.1.4发动机—蓄电池模式当车处低速、滑行、减速的工况时,则由蓄电池组驱动电动机,由发动机-发电机组向电池组充电。
能量流动图如图4所示。
1.1.2相应控制策略串联式混合动力汽车控制策略按控制性质可分为两大类:一类是被动型能量控制,一类是主动型能量控制。
被动型能量控制是在保证电池和发动机工作于最佳工作区范围的条件下被动地满足车辆功率需求的一种控制模式,这种控制模式以提高能量流动效率为其主要目的。
主动型能量控制就是在注重提高汽车系统内部能量流动效率的同时,再根据行车环境主动减小车辆功率需求。
1.1.2.1开关型控制该策略属于被动型能量控制,特征是发动机开机后即恒定地工作于效率最高点,为使蓄电池组工作于充放电性能良好的工作区,预先设定了其充电状态SOC(State of charge)的最大值SOC max与最小值SOC min。
控制逻辑为:①蓄电池SOC≤SOC min时,发动机进入设定的工作点(例如最低油耗或最低排放)工作,输出功率的一部分满足车辆行驶功率需求,另一部分向蓄电池充电。
②蓄电池SOC≥SOC max时,发动机退出设定工作点,停机或减速时,由蓄电池单独向电动机供电驱动汽车。
这种控制策略的优点是发动机的燃烧充分,排放低。
缺点是蓄电池充放电频繁,加上发动机开关时的动态损耗,使得系统总体的损失功率变大,能量转换效率趋低,因而有可能抵消由发动机运行时工作效率最高所带来的好处。
1.1.2.2功率跟随型控制该策略也属于被动型能量控制,在这种控制策略中由发动机全程跟踪车辆功率需求。
只有在蓄电池的SOC≥SOC max时且仅由蓄电池提供的功率能满足车辆需求时,发动机才停机或减速运行。
这种策略的优点是蓄电池容量被减小到最小程度,因而蓄电池重量相对开关式策略来说减轻了许多,从而在很大程度上减小了汽车行驶阻力;此外由于蓄电池充放电次数减少而使得系统内部损失减少。
缺点是发动机必须在从低到高的较大负荷区内运行,使得发动机效率和排放不如开关型控制策略。
1.1.2.3动态规划法能量优化该策略属于主动型能量控制,以汽车在给定的驾驶循环工况下最小油耗为优化目标,根据串联式混合动力的能量流动特点建立适当的数学模型,按照时间顺序把整个循环工况下的功率与效率以一定的时间间隔(通常为1s)分成若干个时间片段,然后从最后一段状态开始逆向递推到初始段状态为止,最后求出整个循环工况下发动机最优输出功率序列。
该方法只能用于特定的驾驶循环,即必须预先精确知道车辆的需求功率,因而不能用于在线控制,常用于离线优化,以帮助总结和提炼出能用于在线控制的能量管理策略。
1.1.2.4路线适应性控制该策略也属于主动型能量控制,是基于车加减速频繁,路线固定,启动、停车时间己知的特点,在能量管理的基本控制策略(开关型或功率跟随型策略)基础上增加两个控制子策略:最佳加速子控制策略和最佳减速制动控制子策略。
最佳加速子控制策略,根据行车路线数据(整个路线速度曲线,站点位置,实际车速等)帮助驾驶员发出当前工况下的最佳加速踏板请求。
最佳减速制动控制子策略仅根据车辆停车信息确定停车前的速度,以使再生制动能量回收增加。
这个策略特别适合城市公交车。
1.1.2.5负荷预测型控制这种控制策略是在基本控制策略(开关型或功率跟随型策略)的基础上添加一个车辆负荷预测器。
预测器根据车辆运行工况预测车辆需要的驱动功率,从而决定采用哪一种工作模式。
该策略最大的特征是提供了一种根据在线所预测的驱动功率参与系统能量管理,达到油耗最低、排放最低的目的,可操作性强。
但由于所预测的驱动功率是由己耗功率推测得到的,与车辆功率的即时需求值仍会有较大偏差。
1.2并联式混合动力汽车并联混合动力汽车采用发动机和电动机两套独立的驱动系统,发动机和电动机通常通过不同的离合器来驱动车轮,既可以采用发动机单独驱动,也可以采用电动机单独驱动,或者两者混合驱动等3种驱动模式。
1.2.1工作模式及其能量流动由于并联混合动力汽车有两套驱动系统,且不同的驱动系统有不同的工作效率区间,这就使得汽车在不同的行驶工况下,具有多种不同的工作模式及其能量流动。
1.2.1.1纯蓄电池模式图5为并联式混合动力汽车纯电动机模式时能量流动图。
在汽车起步时,利用电动机低速大扭矩的特性使车辆起步;在车辆低速运行时,可以避免发动机工作在低效率和高排放的工作范围,高效并且动态特性好的电动机可以单独驱动汽车低速运行。
1.2.1.2纯发动机模式汽车在高速稳定行驶的工况下,发动机工作在高效和低排放工作区域,或者汽车行驶在郊外等对排放状况要求不高的地区,可以用发动机单独驱动汽车。
并联式混合动力汽车纯发动机机模式时能量流动图如图6所示。
1.2.1.3混合驱动模式汽车在加速和爬坡时,发动机和电动机同时工作,由电动机提供辅助功率使车辆加速和爬坡。
能量流动图如图7所示。
1.2.1.4发动机驱动+发电模式 当蓄电池荷电状态SOC 值较低时,发动机可以驱动启动电机对电池组充电,汽车正常运行工况下当发动机输出功率大于车辆需求功率时,发动机也可以驱动以发电状态工作的电动机向蓄电池充电。
能量流动图如图8所示。
1.2.1.5回馈制动模式 车辆减速和制动时,可以利用电动机的反拖作用,一方面使车辆减速,同时电动机以发电状态工作,回收部分制动能量,实现再生制动。
能量流动图如图9所示。
1.2.1.6停车充电模式 起步前或停车后,如果电池SOC 很低,可以进行停车充电,能量流动图如图10所图 5图 7图 8图 10示。
1.2.2相应控制策略早期的控制策略,由于技术的限制大多是基于速度的控制,但由于控制参数单一,动态特性差,没有充分利用混合动力系统的优势,通常整车的燃油经济性不是最优,而且没有考虑排放等缺点,目前已不采用。
现在的控制策略基本上是基于转矩或功率的控制。
目前已经提出的控制策略主要可以分为4类:基于规则的逻辑门限控制策略;瞬时优化控制策略;智能控制策略;全局最优控制策略。
1.2.2.1基于规则的逻辑门限控制这类控制策略的主要思想是:根据发动机的静态效率曲线图,通过控制选定的几个变量,如车功率需求、加速信号、电池等等,并根据预先设定的规则,判断并选择混合动力系统的工模式,使车辆运行在高效区,提高汽车的燃油经济性。
基于规则的逻辑门限控制策略算法简单,易实现,且具有很好的鲁棒性,但从理论上讲,动态的控制策略不是最优的,它不考虑工况的动态变化,而且一般只考虑燃油经济性而不考虑排放。
另外,当低于设定门限值时就要进行充电,没有考虑电池充放电能量的损失。
1.2.2.2瞬时优化控制规则的逻辑门限控制策略是基于工程师的经验及静态的能耗图来制定的,由于它不考虑工况的动态变化,因此它不是最优的。
为了克服这些缺点,人们又提出了一种新的控制策略——瞬时优化控制策略,也叫实时控制策略。
目前提出来的瞬时控制策略主要有:等效燃油消耗最少和功率损失最小两种。
虽然这两种方法的出发点不同,但其原理是一样的。
等效燃油消耗最小控制策略的主要思想是:在某一瞬时工况,将电机消耗的电量折算成发动机提供相等能量所消耗的燃油和产生的排放,再加上制动回收的能量与发动机实际的燃油消耗和排放组成总的整车燃油消耗与排放模型,计算此模型的最小值,并选在此工况下最小值所对应的点作为当前发动机的工作点。
瞬时优化控制策略可以综合考虑燃油消耗和排放,它通过一组权值来描述各自的重要性,用户可以根据自己的要求来设定这组权值,从而在燃油消耗和排放之间获得折中。
比如,在排放法规比较严格的地区,可以适当地提高排放的权值比重,放弃一点燃油经济性;注重燃油消耗,但排放法规比较宽松的地区,则可以适当提高燃油消耗的权值比重。
当然,这种控制策略也有它的缺点:需要大量的浮点运算,计算量大,实现起来困难,成本比较高。
此外,在计算过程中,需要对未来的行驶工况中由制动产生的回收能量进行预估,这就需要建立一个比较精确的预测模型,这一点实现起来也比较困难,它需要两个前提:一是对典型工况的统计分析,二是实时判断行车工况。
1.2.2.3智能控制智能控制的基本出发点是模仿人的智能,根据复杂被控动态过程的定性信息和定量信息,进行定性定量综合集成推理决策,以实现对难以建模的复杂非线性不确定系统的有效控制。
由于混合动力汽车的能量消耗模型正是这么一个系统,因此它非常适合于智能控制。
目前提出的基于智能控制的并联混合动力汽车控制策略主要有3种:模糊逻辑控制策略、神经网络控制策略、遗传算法控制策略。