基于模糊逻辑控制的插电混合动力汽车控制策略制定

基于模糊逻辑控制的插电混合动力汽车控制策略制定

弗吉尼亚理工大学的混合动力汽车车队针对并联插电式混合动力汽车开发了一种控制策略。这种并联插电式混合动力系统已被安装在一辆2016款雪佛兰科迈罗上。整个混合动力系统包含280kW发动机、100kW电机、8挡变速器和12.6kW·h电池组。汽车行驶时，转矩来自于发动机和电机，如何优化这两种转矩的分配直接影响混合动力汽车的性能。通过采用控制策略实现这两种转矩的合理分配，可以达到降低油耗和排放的目的。介绍了弗吉尼亚理工大学混合动力汽车车队基于模糊逻辑控制制定的一种控制策略。

在制定基于模糊逻辑的控制策略时，将燃油经济性和汽车动力性作为控制目标。模糊逻辑控制策略的输入变量为汽车所需转矩与发动机转矩的差值和电池荷电状态，输出变量为发动机转矩与电机转矩的比值系数。制定控制策略时，首先确定发动机优化转矩曲线，该曲线给出不同转矩下燃油消耗最小的发动机转速；之后根据发动机优化转矩确定所需的电机转矩。确定电机转矩时，考虑电池荷电状态的影响，荷电状态较低时需要发动机提供更多的转矩，甚至完全由发动机驱动汽车行驶，从而实现在保证汽车动力性要求的前提下，尽可能保证发动机在最优工况下运行。在Matlab中，对模糊逻辑控制策略和传统的基于确定性规则的控制策略进行仿真。仿真结果显示：确定性规则控制策略的汽车百公里加速时间为4.9s、燃油消耗为560Wh/km；而模糊逻辑控制策略的汽车百公里加速时间为4.8s、燃油消耗为555Wh/km。由此能够看出，模糊逻辑控制策略不能显著改善汽车动力性和能源消耗，但能够增加控制自由度，且不需要建立精确的动力系统模型，而具有较大的稳定性。

Eduardo D.Marquezl et al. SAE 2016-01-2222.

编译：王淼