浅谈混合动力汽车控制策略
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混合动力新能源汽车的优化控制策略大家好,今天我们要谈论的是混合动力新能源汽车的优化控制策略。
随着环保意识的增强和汽车行业的快速发展,混合动力新能源汽车越来越受到人们的关注。
那么,在这些环保节能的汽车中,优化的控制策略又扮演着怎样的角色呢?接下来,让我们一起来深入探讨。
混合动力汽车的特点混合动力汽车是指搭载了内燃机和电动机的汽车,通过两种动力源的协同工作来驱动车辆。
相比传统燃油汽车,混合动力汽车具有节能环保、动力性好、减少尾气排放等诸多优点。
然而,要发挥混合动力汽车的优势,关键在于合理优化控制策略。
优化控制策略的重要性优化控制策略可以使混合动力汽车在不同工况下实现最佳性能,包括提高燃油经济性、减少排放、优化动力输出等方面。
合理的控制策略能够最大限度地发挥混合动力系统的优势,提升整车的性能表现,也能延长动力系统的使用寿命。
控制策略优化手段1.能量管理系统优化能量管理系统是混合动力汽车控制的核心,通过对内燃机和电动机之间能量分配的优化控制,实现对动力输出的有效管理。
优秀的能量管理系统需要结合车辆状态、驾驶要求和路况等因素,动态调整能量分配策略,以实现最佳性能。
2.车辆动力分配优化在混合动力汽车中,内燃机和电动机的配合是非常重要的。
通过优化车辆动力分配策略,可以在不同驾驶工况下实现动力输出的最佳匹配,提高整车的燃油经济性和性能表现。
3.制动能量回收优化混合动力汽车在制动过程中可以通过电动机将制动能量回收并储存到电池中,这有助于提高能量利用率和车辆的续航里程。
优化制动能量回收策略,可以进一步提升混合动力汽车的节能性能。
混合动力新能源汽车的优化控制策略至关重要。
通过合理优化能量管理系统、车辆动力分配和制动能量回收策略,可以提高汽车的性能、节能环保性能,在未来的发展中获得更广阔的应用空间。
希望本文的内容能够帮助大家更好地了解混合动力新能源汽车的优化控制策略,促进新能源汽车技术的进步与发展。
优化控制策略是混合动力新能源汽车提升性能、节能环保的关键,必须不断完善和创新。
混合动力汽车能量管理控制策略混合动力汽车是一种结合了化油器、汽油机和电动机的技术,能够提高汽车的燃油效率和环保性能。
它们在运行时使用电池和汽油两种不同的能源来驱动发动机,实现了能量的有效利用。
混合动力汽车的能量管理控制策略,是这种技术实现的关键。
能量管理控制策略在混合动力汽车中的主要作用是根据当前的驾驶条件,选择最合适的能源来驱动发动机。
这一过程需要实时监测车辆的电池电量、油箱容量、速度、加速度、驾驶者需求等信息,并根据这些信息进行智能的能量分配,以实现最佳的燃油效率和动力性能。
混合动力汽车的能量管理控制策略主要包括以下几个方面的内容:1. 管理电池的充电与放电:能量管理控制策略能够监控电池电量,并在电池电量低时选择汽油机来充电,同时在车速较低时使用电池提供动力,以实现更高的燃油效率。
2.控制发动机的启动和停止:发动机启动和停止的时间点对汽车的能源利用效率有着非常重要的影响。
因此,能量管理控制策略能够在车辆起步和停车时选择最合适的能源,并控制发动机的启动和停止时间点,以提高混合动力汽车的燃油效率。
3. 管理能量的回收和利用:混合动力汽车能够利用制动能量和惯性能量来充电电池。
能量管理控制策略能够实时监测车辆的行驶状态,以最有效地回收和利用车辆的惯性和制动能量,从而降低油耗和减少污染。
4. 根据驾驶者需求调节动力输出:混合动力汽车能够根据驾驶者的需求和行驶条件选择最合适的能源来提供动力。
例如,在爬坡或加速时使用汽油机,而在平路行驶或减速时使用电池提供辅助动力,以实现更高的燃油效率。
5. 管理空调和其他配件的能源消耗:空调和其他车内配件的能源消耗也会影响混合动力汽车的燃油效率。
能量管理控制策略能够自动控制这些配件的能源消耗,以最大限度地降低能源的消耗和污染。
综上所述,能量管理控制策略是混合动力汽车实现高效、环保、经济运行的关键。
未来,随着混合动力汽车技术的不断发展,其能量管理控制策略也会不断进一步改进和完善。
混合动力汽车能量管理控制策略摘要混合动力汽车是一种通过利用内燃机和电动机的相互配合来提高燃油经济性和减少排放的先进技术。
能量管理控制策略是混合动力汽车中关键的技术之一,其主要作用是合理分配和利用汽车系统中的能量,以实现最佳的能效和驾驶性能。
本文将详细探讨混合动力汽车能量管理控制策略的原理、方法和挑战,并介绍当前研究的热点和未来发展方向。
一、能量管理控制策略的基本原理能量管理控制策略是指在混合动力汽车中对内燃机和电动机之间的能量流进行控制和优化调度的方法。
其基本原理是通过实时监测车辆的动力需求和能量状态,合理地选择使用内燃机、电动机或两者的组合模式,以最大程度地提高能源利用率和驾驶性能。
能量管理控制策略的核心是能量管理算法。
常用的能量管理算法包括规则型算法、优化算法和神经网络算法。
规则型算法是一种基于规则和经验的控制策略,通常根据驾驶条件和车辆状态来选择内燃机和电动机的工作模式。
优化算法是一种通过数学模型和计算方法来寻找最优解的策略,常用的优化算法有动态规划、遗传算法和模型预测控制算法。
神经网络算法则是通过模拟人脑的神经网络结构来实现能量管理的策略。
二、常用的能量管理控制策略1. 静态规则型策略静态规则型策略是一种基于预设规则的能量管理控制策略。
它根据车辆驾驶模式和能量状态进行判断,确定内燃机和电动机的工作模式。
常见的静态规则包括纯电动模式、混合模式和纯内燃机模式。
纯电动模式下,车辆只使用电动机提供动力;混合模式下,车辆通过内燃机和电动机的组合来提供动力;纯内燃机模式下,车辆只使用内燃机提供动力。
静态规则型策略的优点是简单易懂、易实现,并且适用于驾驶条件相对固定的情况。
缺点是不能适应复杂的驾驶环境和动力需求变化,无法实现最优的能效和驾驶性能。
2. 动态规则型策略动态规则型策略是一种根据实时驾驶需求和能量状态进行判断的能量管理控制策略。
它通过车辆动力需求的实时变化来调整内燃机和电动机的工作模式。
常见的动态规则包括启停控制策略、能量回收策略和能量分配策略。
p2混动控制策略
混合动力汽车的控制策略是指对车辆的能源系统和动力系统进行管理和控制的方法。
下面以一个项目为例,介绍P2架构混合动力控制策略的主要内容:- 高压上下电控制:整车控制器上电后,首先检测档位信号、钥匙开关信号等驾驶员驾驶指令,执行高压上电检测。
当车辆需要下电时,需要按照一定顺序执行高压下电流程。
- 整车状态控制:依据当前的钥匙状态、档位状态、制动踏板状态、电机转速、车速、故障等级等整车状态信息,将整车状态按工况分为停机模式、启动模式、起步模式、调速模式、超速模式等。
- 车辆运行模式控制:适应不同的驾驶需求,驾驶员通过触发不同的模式开关,进入不同的车辆运行模式,本项目车辆运行模式分为自动模式、纯电模式、电量保持模式、手动挡模式。
- 能量流模式管理:整车控制管理系统实现不同工况下混动系统起停、纯电、助力、能量回收、纯发动机驱动等多种混动模式。
- 不同模式下的扭矩分配管理和电池SOC的控制策略:不同的车辆运行模式下,采用不同的扭矩分配策略和SOC控制策略。
混合动力汽车的控制策略是一个复杂的系统工程,需要综合考虑车辆的动力性能、经济性、舒适性和环保性等多方面因素。
混合动力汽车控制策略研究与应用混合动力汽车是一种创新的汽车动力系统,结合了内燃机和电动机的优点,以实现更高效、更环保的能源利用。
在混合动力汽车的设计中,控制策略起着至关重要的作用。
本文将针对混合动力汽车的控制策略进行研究与应用,探讨如何优化汽车性能和提高能源利用效率。
首先,混合动力汽车的控制策略需要根据驾驶模式和路况实现动力系统的切换。
在纯电动模式下,电动机是唯一的驱动力源;在混合模式下,内燃机和电动机共同发挥作用;在单独内燃机驱动模式下,电动机不参与驱动。
实现动力系统切换的关键在于确定各个模式的切换时机和切换方式。
针对不同的驾驶模式和路况,可以利用先进的传感技术和智能控制算法,实现动力系统的智能切换,以最大程度地提高能源利用效率。
其次,混合动力汽车的控制策略还需要考虑能量管理和能量回收的问题。
在混合动力汽车中,电池是储能装置,同时也是能量回收的主要途径。
在制动和减速过程中,通过制动能量回收系统将动能转换为电能,并储存到电池中,以便后续使用。
然而,如何合理地管理电池的能量以满足驾驶需求是一个挑战。
控制策略需要根据电池的充电状态、驾驶需求和优化目标等因素进行综合考虑,以实现最佳的能量管理策略。
此外,混合动力汽车的控制策略还需要考虑动力分配和驱动控制的问题。
动力分配的主要目标是根据驾驶需求和路况,合理地分配内燃机和电动机的输出功率,以提供最佳性能和燃油经济性。
驱动控制的主要目标是保证驱动系统的稳定性和安全性,并提供良好的操控感受。
为了实现这些目标,混合动力汽车的控制策略需要利用先进的控制算法和传感技术,实时监测各个关键参数并进行调节控制。
最后,混合动力汽车的控制策略还需要考虑尾气排放和环境保护的问题。
混合动力汽车相比传统内燃机汽车具有更低的尾气排放和更小的环境影响。
控制策略可以通过优化动力分配、驱动控制和能量回收等方面,减少内燃机的运转时间和负荷,提高电动机的使用比例,从而降低尾气排放和噪音污染。
此外,控制策略还可以优化能量管理策略,提高能源利用效率,减少能源消耗和环境污染。
并联式混合动力汽车电机辅助控制策略在今天这个快速发展的时代,汽车的技术简直让人眼花缭乱。
你想想,曾经我们开车只想着油门、刹车,现在还得考虑电机、控制策略,真是让人觉得有点复杂。
不过没关系,今天就来聊聊并联式混合动力汽车的电机辅助控制策略。
听起来很高大上,但其实没那么复杂,咱们慢慢来。
什么是并联式混合动力汽车呢?简单来说,就是在车里同时装了内燃机和电机。
就像是一个人既能唱歌又能跳舞,双管齐下,真是太棒了。
开起来不仅省油,还环保,简直是现代汽车的明星。
这个电机可不是个摆设,它可以根据需求来辅助内燃机,减少油耗。
想想看,油价越来越贵,开一辆这样的车,心里总归是踏实不少。
说到电机辅助控制策略,那就像是给汽车配上了一位聪明的副驾驶。
它能根据不同的驾驶情况,及时调整电机的工作模式。
比如你在市区里慢慢开,电机就可以单独工作,帮助你节省油耗。
这种策略就好比是你在打麻将时,灵活调整自己的打法,局势变化了,策略也得跟着变。
这种智能控制,让汽车不仅能跑得快,还能跑得稳,简直是行车安全的小卫士。
电机辅助控制策略还得考虑到动力分配。
你可能会问,动力分配有什么好讲的?其实它就像是团队合作,内燃机和电机各自发挥作用。
比如在加速的时候,电机可以给内燃机提供额外的动力,瞬间提速,感觉就像是开了挂一样。
而在刹车的时候,电机又可以回收一些能量,真的是让人忍不住想点赞。
还有一点就是,在不同的驾驶模式下,电机的工作状态也是变化的。
就像你在生活中,不同的场合需要不同的表现。
有时候你需要温柔一点,有时候就得霸气侧漏。
电机辅助控制策略就能在这方面做到游刃有余。
比如说在运动模式下,电机的响应速度更快,让你感受到那种推背感。
而在经济模式下,电机则会更注重油耗的控制,真的是既能满足你的驾驶欲望,又能为环保出一份力。
说到这里,大家可能会想,这么高大上的技术,会不会让汽车的维修变得复杂?其实并没有,很多时候这些控制系统会通过车载电脑来进行自我诊断,能及时发现问题,减少维修的麻烦。
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。
插电式混合动力汽车控制策略研究今天,插电式混合动力汽车正在迅速发展,它在燃油经济性、低排放性和更低成本操作等方面可提供显著优势。
然而,插电式混合动力汽车在操纵动力系统的过程中面临着一系列问题,其中包括:燃油经济性,动力控制和排放控制。
为了确保插电式混合动力汽车的可靠性,有必要研究并确定合适的控制策略。
首先,要开发有效的插电式混合动力汽车控制策略,就必须了解每种组件如何工作。
插电式混合动力汽车系统主要包括发动机,发动机控制器(ECU),变速箱,储能器,燃料控制和电动机控制。
发动机控制器(ECU)通过测量机械状态和发动机参数(如转速,温度和推力)来控制发动机运行。
变速箱用于传递动力至轮胎,并且可以根据不同的行程路线来调整车速;而储能器通过预充电电压、旧能量的释放和重新充电来提供发动机所需的电能。
燃料控制系统通过燃料喷射系统把一定量的燃料供给到燃烧室,并维持燃烧过程的稳定。
最后,电动机控制系统负责控制电机的运行,从而实现电动汽车的前进和转向功能。
第二,要确定合适的控制策略,需要确定插电式混合动力汽车的工作模式,也就是汽车运行时的燃料消耗情况、能量转换效率和发动机排放控制策略等。
在确定工作模式时,需要综合考虑多种因素,如发动机的性能、电池的有效能量,以及适用于插电式混合动力汽车的控制策略。
为了确保最佳的动力控制性能,有必要研究多种动力场景下的控制策略,并建立恒定加载下的动力控制策略。
第三,在研究机动车排放物控制策略时,需要考虑汽油、柴油等不同燃料发动机的特性,以及插电式混合动力汽车的特性。
插电式混合动力汽车特性涉及到发动机与电机的融合,从而实现低排放的目标。
通过开发一系列控制策略,如开环控制、闭环控制、自控制和对策积分控制等,可以更全面地理解插电式混合动力汽车的传动模型。
第四,有必要实际测试插电式混合动力汽车,为了确定不同控制策略的有效性。
例如,可以在实践中测量汽车处于不同工作模式时的燃料消耗及其排放状态,从而评估控制策略的有效性。
混合动力汽车控制策略的研究现状及其发展趋势混合动力汽车控制策略的研究现状及其发展趋势引言:混合动力汽车作为一种新型的汽车动力系统,结合了传统燃油发动机和电动机的优势,具有节能环保、减少尾气排放等优点。
然而,如何有效地控制混合动力汽车的能量流和功率分配,以实现最佳性能和效率,是当前混合动力汽车研究的重要课题。
本文将对混合动力汽车控制策略的研究现状进行综述,并展望其未来的发展趋势。
一、混合动力汽车控制策略的分类:1. 能量管理策略:能量管理策略是指根据驾驶需求和电池状态来决定电池与发动机之间能量流的分配方式。
常见的能量管理策略包括基于规则、基于最优化、基于模型预测控制等方法。
2. 功率分配策略:功率分配策略是指根据当前驾驶工况和驾驶员需求来决定发动机和电机输出功率的分配比例。
常见的功率分配策略包括基于速度和负荷、基于驾驶需求和电池状态等方法。
二、混合动力汽车控制策略的研究现状:1. 能量管理策略的研究现状:目前,能量管理策略主要采用基于规则和基于最优化的方法。
基于规则的方法通过设定一系列的规则来决定能量流分配,简单易实现但性能较差。
基于最优化的方法通过建立数学模型,利用优化算法求解最优能量流分配策略,具有较好的性能但计算复杂度较高。
2. 功率分配策略的研究现状:目前,功率分配策略主要采用基于速度和负荷以及基于驾驶需求和电池状态的方法。
基于速度和负荷的方法根据当前车速和负荷情况来确定发动机和电机输出功率比例,简单易实现但对电池状态不敏感。
基于驾驶需求和电池状态的方法则考虑了驾驶员需求以及电池剩余容量等因素,更加准确地决定功率分配比例。
三、混合动力汽车控制策略的发展趋势:1. 混合动力汽车控制策略将更加智能化:随着人工智能技术的不断发展,混合动力汽车控制策略将借助于机器学习和深度学习等方法,实现自适应、智能化的控制。
2. 混合动力汽车控制策略将更加个性化:未来,混合动力汽车的控制策略将根据驾驶员的个性化需求进行优化,例如通过学习驾驶员的驾驶习惯和偏好来调整能量管理和功率分配策略。
混合动力汽车控制系统与能量管理策略研究一、本文概述随着全球能源危机和环境问题的日益严重,混合动力汽车作为一种新型环保节能汽车,正受到越来越多的关注。
混合动力汽车结合了传统燃油发动机和电动机的优点,不仅提高了汽车的燃油经济性和动力性能,还能有效减少尾气排放,对于缓解能源压力和保护环境具有重要意义。
本文旨在深入探讨混合动力汽车控制系统与能量管理策略的研究。
文章将介绍混合动力汽车的基本结构和工作原理,包括其动力系统、电池系统以及能量转换系统等关键组成部分。
随后,将重点分析混合动力汽车控制系统的设计要点,包括控制策略的选择、控制算法的优化以及控制系统的实现等。
在此基础上,文章将进一步研究能量管理策略,包括能量分配策略、能量回收策略以及能量优化策略等,以提高混合动力汽车的能量利用效率和经济性。
本文还将对混合动力汽车控制系统与能量管理策略的研究现状和发展趋势进行综述,分析当前研究中存在的问题和挑战,并提出相应的解决方案和发展建议。
文章将展望混合动力汽车未来的发展方向和应用前景,为混合动力汽车的发展提供有益的参考和指导。
二、混合动力汽车控制系统概述混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle, HEV)控制系统是车辆动力系统的核心组成部分,负责协调发动机、电动机、电池等各个组件的工作,以实现最佳的能量利用效率和驾驶性能。
控制系统通过收集车辆运行状态信息,如车速、油门踏板位置、电池荷电状态(SOC)等,根据预设的控制策略对动力源进行合理分配和调度,确保车辆在各种工况下都能保持最佳的运行状态。
混合动力汽车控制系统主要由能量管理单元(Energy Management Unit, EMU)、电机控制器(Motor Controller, MC)、电池管理系统(Battery Management System, BMS)等模块组成。
能量管理单元负责整体策略的制定和协调,根据车辆需求功率和电池状态,决定发动机和电动机的工作模式及功率分配。
FRONTIER DISCUSSION | 前沿探讨混合动力汽车的控制策略胡红霞北汽福田汽车股份有限公司 北京市 102206摘 要: 混合动力汽车要适应社会发展的需要,具备高性能,就必须完善其控制策略。
目前混合动力电动汽车的控制策略并不是完美的,需要进行完善和补充。
控制的目的往往是为了给企业带来更高的经济效益,保证混合汽车行业能够长久健康地发展下去。
本文就混合动力汽车的系统类型进行分析,并对控制策略加以讨论,旨在让电机、电池和传输系统实现最佳匹配。
关键词:混合动力汽车;策略;系统近年来,随着现代交通系统的不断完善,汽车已经成为人们出行的首选。
电动汽车作为一种承载清洁能源、环境友好、自然消耗率低的新兴汽车,已经吸引了许多企业。
如今,混合动力汽车的发展如此之快,以至于许多汽车制造商将其视为公司发展的一个新的战略位置。
混合动力电动汽车具有丰富的产品类型,根据其运作原理和结构的不同,一般有串联、并联以及混合型。
本文主要分析了混合动力车的分类和控制策略。
1 混合动力汽车的分类混合动力汽车是指汽车上同时装备有电力驱动系统和辅助动力单元的车辆。
混合动力电动汽车结合了原动机、电动机和能源存储设备,将这些结构灵巧地组合在一起,在互不干扰的前提下发挥出动力混合的优势,让汽车能够优先选择最佳的频率,与此同时还能减少气体污染,具有最实用的低排放和低油耗汽车的发展意义。
目前,全世界都在致力于开发不同结构形式的混合动力汽车。
下面我们分析混合动力车内部驱动结构的三种基本类型。
1.1 串联系统这类结构中的电力驱动系统和辅助动力单元是由原动机和发电机组成的。
驱动的一系列装置是递进作业的关系,发电机先进行发电,然后电能流经控制器使电机运作起来,汽车即可启动。
串联系统结构中的电池可以控制机器的功率,对其工作状态加以平衡,让输入输出的功率处在合理的范围内,保障机器的平稳运行。
比如发电机发电量超出了预期,那么多余电量就能被电池吸收,变相给电池充电;发电机不足时,电池则会释放电能,补足发电机的发电量,让机器能够正常运行,确保了系统的平衡。
混动汽车的能量管理与优化控制随着环境保护与能源问题的日益突出,混合动力汽车已成为汽车行业发展的主流趋势之一。
混动汽车结合燃油发动机和电动机的优点,既能提供强劲的动力输出,又能降低燃油消耗和尾气排放。
在混动汽车中,能量管理与优化控制是实现高效能量利用的关键。
一、混动汽车能量管理的基本原理混动汽车能量管理的基本原理是将发动机和电动机的功率匹配调配,在不同工况下合理分配能量流向,以达到最佳的燃油消耗效果。
在汽车行驶过程中,能量流主要有三种模式:纯电驱动、串联驱动和并联驱动。
纯电驱动模式是指电动机单独提供动力,燃油发动机处于关闭状态;串联驱动模式是指燃油发动机通过发电机将电能供给电动机驱动汽车行驶;并联驱动模式是指燃油发动机和电动机同时提供动力,以满足汽车的动力需求。
二、混动汽车能量管理与优化控制策略1. 能量管理策略在混动汽车的能量管理中,最常用的策略是基于规则的能量管理策略和基于优化的能量管理策略。
基于规则的策略通过预设的规则和控制算法,根据不同的驾驶工况,选择合适的能量流模式和功率分配方式。
基于规则的策略具有实施简单、计算量小的优点,但对于复杂的驾驶工况和系统实时性要求较高的情况下,其效果不尽如人意。
基于优化的策略采用数学模型和优化算法,通过求解最优化问题来确定最佳的能量管理策略。
基于优化的策略可以更好地考虑各种驾驶工况和约束条件,达到更好的能量利用效果。
2. 能量优化控制能量优化控制是混动汽车能量管理的关键环节,目的是通过控制策略的优化,使功率分配达到最佳状态,实现燃油消耗的最小化。
能量优化控制可以分为两个层次:动力分配层和能量管理层。
动力分配层主要负责根据驾驶员的驾驶需求和车辆系统的特性,调整发动机和电动机的功率输出;能量管理层主要负责根据当前工况和车辆性能,确定最佳的能量流模式和功率分配策略。
动力分配层和能量管理层相互协作,共同实现能量优化控制的目标。
三、混动汽车能量管理与优化控制的挑战混动汽车能量管理与优化控制面临着一些挑战。
混合动力汽车能量管理控制策略混合动力汽车是指采用内燃机与电动机相结合的汽车,它们能够高效地利用能量并降低排放。
然而,要想让混合动力汽车达到最佳性能,能量管理控制策略至关重要。
能量管理控制策略是指通过对混合动力汽车的能量流进行控制和调节,使其实现高效节能和减少废气排放的目标。
下面将就混合动力汽车的能量管理控制策略进行详细阐述。
1. 能量流分配策略混合动力汽车的电池在行驶过程中会根据不同的驾驶模式自动启动或关闭,这会影响到不同行驶模式下的能量分配。
在混合动力汽车的能量管理控制策略中,需要对不同行驶模式下的能量流进行分析和调节,以确保最佳的燃油经济性和最小的尾气排放。
2. 合理利用电池能量在混合动力汽车的能量管理控制策略中,电池是非常重要的组成部分。
混合动力汽车的电池可以通过启停系统、减速能量回收以及电动侧驱等方式实现能量的高效利用和节约。
通过合理地配置和利用电池能量,可以将混合动力汽车的全生命周期成本降到最低。
3. 负载管理混合动力汽车的能量管理控制策略需要合理地调配发动机产生的动能,并通过电池返还利用,从而减少混合动力汽车在行驶过程中的能量损失。
在此基础上,负载管理调节策略可以有效地优化混合动力汽车的燃油经济性、减少废气排放和延长电池使用寿命。
4. 预测性能管理预测性能管理是指在混合动力汽车行驶过程中,根据其预测数据和环境参数,来预测未来的行驶路况,并制定出合理的能量管理控制策略。
通过预测性能管理,混合动力汽车可以更好地适应行驶路况,从而实现最佳的燃油经济性和最小的尾气排放。
综上可知,混合动力汽车的能量管理控制策略非常重要。
通过科学合理地配置和利用电池能量、对能量流进行分析和调节、合理调整负载和采用预测性能管理策略等措施,可以使混合动力汽车实现高效节能和大幅度降低排放的目标。
混合动力汽车能量管理控制策略随着全球对环境保护和能源可持续性的日益关注,混合动力汽车作为一种能源效率较高、排放较低的交通工具逐渐受到人们的青睐。
混合动力汽车的能量管理控制策略起到至关重要的作用,可以最大限度地利用和优化车辆所携带的能源,提高整车的性能和经济性。
混合动力汽车的能量管理控制策略主要包括能量分配、能量转换和能量回收三个方面。
能量分配是指根据车辆运行状态和驾驶需求,合理安排汽车所携带能源的分配比例。
能量转换是指将不同能源形式的能量转换为汽车所需要的能量形式,如将燃油能量转换为电能形式供电。
能量回收是指在汽车行驶过程中,通过制动能量回收等方式将能量转化为电能储存起来,以备后续使用。
在能量分配方面,混合动力汽车通常采用动力分配策略来控制发动机和电动机的能量输出。
根据车速、加速度和电池状态等信息,动力分配策略可以合理决定发动机和电动机的工作状态和输出功率,以最大限度地提高燃料利用率和动力性能,并保证电池的充电状态。
此外,根据路况和行驶模式的不同,还可以采用恒速巡航、纯电驱动或混合驱动等模式进行能量分配。
能量转换方面,混合动力汽车通常使用电动机和发动机共同驱动车辆。
在车辆加速或爬坡时,电动机提供动力,发动机则通过发电机的形式为电动机充电;在匀速行驶时,发动机通过直接驱动车轮,同时为电池充电。
这种能量转换方式可以灵活地根据驾驶需求和能源供给情况进行调整,以达到最佳的能量利用效果。
能量回收方面,混合动力汽车利用制动能量回收技术可以将制动时产生的能量转化为电能储存在电池中。
当车辆减速或制动时,电动机将转为发电机的状态,将制动能量转化为电能存储起来。
这样可以减少能量的浪费,提高整车的能量利用效率。
在实际应用中,混合动力汽车的能量管理控制策略可以根据驾驶模式和路况的不同进行调整。
例如,在城市拥堵路段,可以优先选择纯电驱动模式,减少排放和燃油消耗;在高速公路上,可以采用混合驱动模式,充分利用发动机的动力性能;在长时间停车或行驶下坡时,可以通过能量回收技术将制动能量转化为电能储存起来。
混合动力汽车控制策略研究现状及发展趋势随着环保意识的不断提高,混合动力汽车作为一种新型节能环保的汽车技术,正逐渐走进人们的生活。
混合动力汽车的核心技术在于控制系统,它能够实现汽车的混合动力控制,有效地提高汽车的燃油利用率和减少尾气排放。
本文将会探讨混合动力汽车控制策略的现状及未来发展趋势。
混合动力汽车控制策略主要采用两种方式:一种是基于能量管理的控制策略,另一种是基于动态规划的控制策略。
基于能量管理的控制策略是将混合动力汽车的动力系统分为燃油系统和电力系统两个部分,通过控制两个部分之间的能量转换,实现汽车的混合动力控制。
这种控制策略的优点在于简单易行,适用于大多数混合动力汽车,但是它的缺点也不可忽视,主要表现在会导致一定的能量损失和汽车的驾驶控制受限制。
基于动态规划的控制策略则是通过预测车辆行驶路线和行驶条件,根据最优化算法来控制汽车的动力系统,以达到更好的混合动力控制效果。
这种控制策略的优点在于能够准确预测车辆行驶状况,实现更加精细化的能量管理,但是缺点在于需要复杂的算法计算和较高的计算能力。
未来,混合动力汽车控制策略将会朝着更加智能化、高效化的方向发展。
一方面,随着人工智能、大数据等技术的发展,未来混合动力汽车控制策略将会更加自动化、智能化,实现更加精准的能量管理和优化。
另一方面,混合动力汽车控制策略将会更加注重驾驶者的个性化需求,根据驾驶者的驾驶习惯、行驶路线等信息,实现个性化的混合动力控制,提高驾驶者的驾驶体验和汽车的燃油利用率。
混合动力汽车控制策略是混合动力汽车技术发展的核心,随着技术的不断进步和发展,混合动力汽车控制策略也将会朝着更加高效、智能和个性化的方向发展,为人们的生活带来更多的便利和节能环保的效益。
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,图 5图 7图 8图 10可以进行停车充电,能量流动图如图10所示。
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。