并联混合动力汽车布置和控制策略的优化



并联混合动力汽车布置和控制策略的优化

介绍了装备内燃机的并联混合动力汽车动力布置和控制策略的优化方法。从以下几个方面进行了分析：①动力混合程度对不同工况下能源消耗的影响；②基于动力总成成本和10年期间总油耗的最小化进行动力总成布置的优化策略开发；③汽车电气化、控制策略和变速器挡位的选择对减少能源消耗的影响；④综合考虑能源消耗和NOx排放的优化目标方程定义。所有这些分析均通过一个专门开发的快速基准优化器（也称全局优化器），基于动态编程技术可以极大地缩短计算时间。同时，开发了一个基于静态优化方法的实时优化器，用于发动机控制单元，以实现控制策略的在线优化。

设计了两款配备发动机的混合动力汽车，其各自具有不同的最大输出功率，并与一款传统动力汽车进行了对比分析。考虑了几种不同的行驶工况，即欧洲标准行驶工况、城市行驶工况、郊区行驶工况。设计了一个优化布置工具，用于车辆动力总成布置的优化，依据10年期间动力总成总油耗最小化的原则，确定电动机和电池的最优尺寸，以及主减速比的大小。优化器用于确定工作模式和齿轮比之间的关系。为了评估控制变量对目标函数的影响效果，在Matlab软件中建立了混合动力汽车动力总成的动力学仿真模型。

研究发现，经过优化后的混合动力汽车与传统汽车相比，油耗减少10%。通过对发动机和电动机工作状态的分析发现，为了满足汽车性能的要求，所需的电动机尺寸明显偏大，因此可以采用两个不同的电动机：一个用于满足汽车性能需求；一个用于实现混合动力汽车的控制策略。

Roberto Finesso et al. SAE 2014-01-1798.

编译：黄潭