混合動(dòng)力汽車控制策略

1、混合動(dòng)力汽車是兼顧了電動(dòng)汽車和傳統(tǒng)汽車優(yōu)點(diǎn)的新一代汽車結(jié)構(gòu)型式，因其具有低油耗、低排放的潛力，動(dòng)力性接近于傳統(tǒng)汽車，而生產(chǎn)成本低于純電動(dòng)汽車，最近幾年來(lái)其研究開發(fā)成為世界上各大汽車公司、研究機(jī)構(gòu)和大學(xué)的一個(gè)研究熱點(diǎn)。可以相信，在電動(dòng)汽車的儲(chǔ)能部件電池沒(méi)有根本性突破以前，使用混合動(dòng)力電動(dòng)汽車是解決排污和能源問(wèn)題最具現(xiàn)實(shí)意義的途徑之一?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)汽車與傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車和電動(dòng)汽車不同，它一般至少有兩種車載能量源，其中一種為具有高功率密度的能量源。利用兩種能量源的特性互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)整車系統(tǒng)性能的改善和提高。要實(shí)現(xiàn)兩者之間相互協(xié)調(diào)工作，這就需要有良好的控制策略?？刂撇呗允腔旌蟿?dòng)力汽車的靈魂，它根據(jù)汽車行駛

2、過(guò)程中對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)的能量要求，動(dòng)態(tài)分配發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的輸出功率。采用不同的控制策略是為了達(dá)到最優(yōu)的設(shè)計(jì)目標(biāo)，其主要目標(biāo)為：最佳的燃油經(jīng)濟(jì)性、最低的排放、最低的系統(tǒng)成本、最佳的驅(qū)動(dòng)性能。當(dāng)前開發(fā)研制的混合動(dòng)力汽車可以分為三類：串聯(lián)式、并聯(lián)式、混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車。在各部件的選型確定以后，采用合適的控制策略是實(shí)現(xiàn)最佳燃油經(jīng)濟(jì)性，降低排放的關(guān)鍵?；旌蟿?dòng)力汽車節(jié)能機(jī)理和途徑：選擇較小的發(fā)動(dòng)機(jī)，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率改善控制策略使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在高效區(qū)，以改善整車的燃油經(jīng)濟(jì)性對(duì)制動(dòng)能量經(jīng)行回收l(shuí)優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)：基于發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳燃油經(jīng)濟(jì)性、最低排放或二者相結(jié)合，確定發(fā)動(dòng)機(jī)的最優(yōu)工作點(diǎn)。l優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)工作曲線

3、：不同功率下的發(fā)動(dòng)機(jī)最優(yōu)工作點(diǎn)構(gòu)成了發(fā)動(dòng)機(jī)的最優(yōu)工作曲線。l最小的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)波動(dòng)：應(yīng)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的工作轉(zhuǎn)速以避免波動(dòng)，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)波動(dòng)最小。l限制發(fā)動(dòng)機(jī)的最低轉(zhuǎn)速：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于某一值時(shí)，應(yīng)切斷發(fā)動(dòng)機(jī)的工作。l減少發(fā)動(dòng)機(jī)的開關(guān)次數(shù)：頻繁地開關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)，會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗和排放增加。l合適的蓄電池荷電狀態(tài)：蓄電池的SOC應(yīng)該保持在適當(dāng)?shù)乃缴?，以便汽車加速時(shí)能提供足夠功率，在制動(dòng)和下坡時(shí)能回收能量。l安全的蓄電池電壓：在放電、發(fā)電機(jī)充電或再生制動(dòng)時(shí)，蓄電池的電壓會(huì)發(fā)生很大變化，應(yīng)避免蓄電池電壓過(guò)低或過(guò)高，否則，蓄電池會(huì)發(fā)生永久性損壞。l分工適當(dāng)：在驅(qū)動(dòng)循環(huán)中，發(fā)動(dòng)機(jī)和蓄電池應(yīng)合理分擔(dān)汽車所需要

4、功率。l工況選擇：在某些城市或地區(qū)混合動(dòng)力汽車應(yīng)以純電動(dòng)的模式工作，這種轉(zhuǎn)換可以通過(guò)手動(dòng)或自動(dòng)來(lái)控制。串聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。混合動(dòng)力汽車動(dòng)力源由發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)組成，通常將這兩個(gè)部件集成為一體。發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，其電能通過(guò)控制器直接輸送到電動(dòng)機(jī)，由電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力矩驅(qū)動(dòng)汽車。電池實(shí)際上起平衡原動(dòng)機(jī)輸出功率和電動(dòng)機(jī)輸入功率的作用電池實(shí)際上起平衡原動(dòng)機(jī)輸出功率和電動(dòng)機(jī)輸入功率的作用：1.當(dāng)發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率大于電動(dòng)機(jī)所需的功率時(shí)，控制器控制發(fā)電機(jī)向電池充電；2.當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)出的功率低于電動(dòng)機(jī)所需的功率時(shí)，電池則向電動(dòng)機(jī)提供額外的電能。該系統(tǒng)輔助動(dòng)力設(shè)備與電動(dòng)機(jī)無(wú)機(jī)械連接，整車布置的自由

5、度較大，控制系統(tǒng)也簡(jiǎn)單，但能量轉(zhuǎn)換次數(shù)多，效率不高，續(xù)駛里程有限，仍需設(shè)置充電站。這種系統(tǒng)使用一個(gè)較小的發(fā)動(dòng)機(jī)在效率最高的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作，能夠最大限度地改善燃油經(jīng)濟(jì)性和減少排放。并聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，汽車可由發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)或各自單獨(dú)驅(qū)動(dòng)汽車可由發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)共同驅(qū)動(dòng)或各自單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)只是作為輔助驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，功率可以比較小。與串聯(lián)式結(jié)構(gòu)相比，發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)直接驅(qū)動(dòng)汽車，其能量的利用率相對(duì)較高，這使得并聯(lián)式燃油經(jīng)濟(jì)性比串聯(lián)式的高。并聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)最適合于汽車在城市間公路和高速公路上穩(wěn)定行駛的工況。由于并聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)工況要受汽車行駛工況的影響，因此不適于汽車

6、行駛工況變化較多、較大的情況；相比于串聯(lián)式結(jié)構(gòu)，需要變速裝置和動(dòng)力復(fù)合裝置，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜。與串聯(lián)混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)相比，行駛里程更長(zhǎng)；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由于人們對(duì)控制單元要求較高，因而成本昂貴。混聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是串聯(lián)式與并聯(lián)式的綜合，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率一部分通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)輸送給驅(qū)動(dòng)橋，另一部分則驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能輸送給電動(dòng)機(jī)或電池，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力矩通過(guò)動(dòng)力復(fù)合裝置傳送給驅(qū)動(dòng)橋。混聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制策略是混聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制策略是：在汽車低速行駛時(shí)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要以串聯(lián)方式工作；當(dāng)汽車高速穩(wěn)定行駛時(shí)，則以并聯(lián)工作方式為主。這種結(jié)構(gòu)能較好地綜合實(shí)現(xiàn)汽車的各項(xiàng)性能需求

7、，但控制技術(shù)復(fù)雜，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造要求高。發(fā)動(dòng)機(jī)的工作不受汽車行駛狀況的影響，總是在最高效率狀態(tài)下工作或自動(dòng)關(guān)閉，使汽車任何時(shí)候都可實(shí)現(xiàn)低排放及超低油耗，達(dá)到環(huán)保和節(jié)能效果。在混合動(dòng)力汽車各部件的配置確定下來(lái)之后，如何優(yōu)化控制策略是實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力汽車低油耗、低排放目標(biāo)的關(guān)鍵所在。在滿足汽車的動(dòng)力性和其他基本技術(shù)性能以及成本等要求的前提下，針對(duì)各部件的特性及汽車的運(yùn)行工況，控制策略要實(shí)現(xiàn)能量在發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)之間能有效而合理地分配，使整車系統(tǒng)效率達(dá)到最高，獲得整車最大的燃油經(jīng)濟(jì)性、最低的排放以及平穩(wěn)的駕駛性能?？刂撇呗缘幕舅悸吠ǔＳ袃煞N控制策略的基本思路通常有兩種：一是直接法，即直接將優(yōu)化目標(biāo)表示為

8、系統(tǒng)狀態(tài)變量、控制變量等的函數(shù)；二是間接法，即最小損失法，從計(jì)算當(dāng)前驅(qū)動(dòng)條件下各個(gè)部件的效率入手，得到整個(gè)系統(tǒng)的能量損失。損失最小的狀態(tài)變量就是當(dāng)前驅(qū)動(dòng)條件下應(yīng)該選擇的狀態(tài)變量，如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速，電池的放電電流等。驅(qū)動(dòng)條件常用驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速來(lái)表示。從這兩種基本思路出發(fā)，可以得到許多種具體的控制策略。串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的控制策略由于串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)與汽車行駛工況沒(méi)有直接聯(lián)系，因此控制策略的主要目標(biāo)是使發(fā)動(dòng)機(jī)在最佳效率區(qū)和排放區(qū)工作。此外，為了優(yōu)化控制策略，還必須考慮合并在一起的電池、電傳動(dòng)系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的總體效率。串聯(lián)型混合動(dòng)力汽車有以下幾種基本的控制模式。發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電

9、機(jī)發(fā)電機(jī) 蓄電池組蓄電池組電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)/控制器控制器串聯(lián)型混合動(dòng)力汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)車輪沒(méi)有機(jī)械聯(lián)系，因此發(fā)動(dòng)機(jī)能夠相對(duì)獨(dú)立于汽車的行駛工況工作?？刂撇呗缘闹饕繕?biāo)是使發(fā)動(dòng)機(jī)在最佳效率區(qū)和排放區(qū)工作。此外，為了優(yōu)化控制策略，還必須考慮合并在一起的電池、電傳動(dòng)系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的總體效率。當(dāng)蓄電池荷電狀態(tài)(SOC)降到設(shè)定的低門限值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，在最低油耗或排放點(diǎn)按恒功率輸出，一部分功率用于滿足車輪驅(qū)動(dòng)功率要求，另一部分功率向蓄電池充電。而當(dāng)蓄電池組SOC上升到所設(shè)定的高門限值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪。在這種模式中蓄電池組要滿足所有瞬時(shí)功率的要求，蓄電池組的過(guò)度循環(huán)所引起的損失可能會(huì)

10、減少發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)化所帶來(lái)的好處。這種模式對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)比較有利而對(duì)蓄電池不利。這種控制策略根據(jù)電池的SOC和負(fù)荷確定發(fā)動(dòng)機(jī)的開關(guān)狀態(tài)和輸出功率的大小，目的是滿足設(shè)備的功率需求。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)功率需求小于輸出功率時(shí)，將發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率調(diào)整為最小值；當(dāng)SOC高于下界，汽車總的需求負(fù)荷未超出電池容量但超過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率時(shí)，則發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率調(diào)整為最大值。發(fā)動(dòng)機(jī)的功率緊緊跟隨車輪功率的變化，這與傳統(tǒng)的汽車運(yùn)行相似。采用這種控制策略，蓄電池工作循環(huán)將消失，與充放電有關(guān)的蓄電池組損失被減少到最低程度。但發(fā)動(dòng)機(jī)必須在從低到高的整個(gè)負(fù)荷區(qū)范圍內(nèi)運(yùn)行，而且發(fā)動(dòng)機(jī)的功率快速而動(dòng)態(tài)地變化，這些都會(huì)損害發(fā)動(dòng)機(jī)的效率和排放性能。解決的辦

11、法是采用自動(dòng)無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)(CVT)無(wú)級(jí)變速器，控制發(fā)動(dòng)機(jī)沿最小油耗曲線運(yùn)行，這樣同時(shí)減少了HC和CO的排放量。這兩種控制模式相比較，恒溫器式控制模式的發(fā)動(dòng)機(jī)一般工作在最佳油耗點(diǎn)附近，功率跟隨式的發(fā)動(dòng)機(jī)一般工作在最佳經(jīng)濟(jì)性工作線附近。相比而言，前者發(fā)動(dòng)機(jī)的平均工作效率要高，但功率跟隨式控制策略在動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性方面有較好的綜合性能。上述兩種控制模式可以結(jié)合起來(lái)使用，其目的是充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)和電池的高效率區(qū)，使其達(dá)到整體效率最高。并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的控制策略目前仍不成熟，需要進(jìn)一步優(yōu)化。一般的控制策略通常是根據(jù)電池的SOC、駕駛員的加速踏板位置、車速和驅(qū)動(dòng)輪的平均功率等參數(shù)，按照一定的規(guī)則使發(fā)動(dòng)機(jī)

12、和電動(dòng)機(jī)輸出相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩，以滿足驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)力矩的要求。以車速為主要參數(shù)的控制策略是最早也是最常采用的一種控制策略，它利用車速大小作為控制的依據(jù)。當(dāng)汽車車速低于所設(shè)定的車速時(shí)，由電動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車輪；當(dāng)車速高于所設(shè)定的車速時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止驅(qū)動(dòng)，而由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪；當(dāng)車輪負(fù)荷比較大時(shí)，則由發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)車輪。這種策略利用了電動(dòng)機(jī)低速大轉(zhuǎn)矩的作用，避免了發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速及低負(fù)荷工況。當(dāng)車速較高有助于發(fā)動(dòng)機(jī)有效工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)可避免純電動(dòng)高速行駛時(shí)電池的快速放電損失。在這種控制策略中，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的設(shè)定車速可以設(shè)計(jì)為一個(gè)定值。對(duì)于荷電消耗型混合動(dòng)力汽車，設(shè)定車速愈低，汽車一次充電的續(xù)駛里程愈長(zhǎng)。也可將

13、設(shè)定車速設(shè)計(jì)為蓄電池組放電深度的函數(shù)。對(duì)于采用上述控制策略的荷電維持型混合動(dòng)力汽車，還需要監(jiān)視蓄電池組的SOC，當(dāng)SOC降到某一設(shè)定值以下時(shí)，無(wú)論此時(shí)車速多低，發(fā)動(dòng)機(jī)都將啟動(dòng)，同時(shí)一部分發(fā)動(dòng)機(jī)功率通過(guò)發(fā)電機(jī)向蓄電池組充電。當(dāng)車輪平均功率低于某設(shè)定值時(shí)，汽車由電動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)；當(dāng)車輪平均功率高于該設(shè)定值時(shí)，此時(shí)有利于發(fā)動(dòng)機(jī)有效工作，因而發(fā)動(dòng)機(jī)被啟動(dòng)，電動(dòng)機(jī)則停止運(yùn)行。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的最佳時(shí)機(jī)是在變速器換擋期間，這有助于獲得平穩(wěn)的駕駛性能。一旦車輪平均功率超過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)所能提供的功率時(shí)，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，輔助發(fā)動(dòng)機(jī)提供額外的功率。在上述兩種控制策略中，都存在發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的混合動(dòng)力工況。這種工況一般出現(xiàn)在

14、車輪平均功率很高的時(shí)侯，其控制策略有以下幾種模式：當(dāng)加速踏板踩下時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的功率按照一定比例同時(shí)增加，以滿足駕駛員的高功率需求。電動(dòng)機(jī)功率一直增加到其最大值，然后啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)以提供補(bǔ)充動(dòng)力。發(fā)動(dòng)機(jī)被控制在有較高功率的低油耗區(qū)穩(wěn)定運(yùn)行，而由電動(dòng)機(jī)來(lái)提供所需的補(bǔ)充功率。上述兩種控制策略都比較簡(jiǎn)單，但不能保證各部件得到最佳匹配，無(wú)法獲得整車系統(tǒng)的最大效率，因此需要將優(yōu)化技術(shù)引入控制策略研究中。法國(guó)學(xué)者DzLP黜虹和PANGANELLI等研究了帶機(jī)械有級(jí)式變速器的并聯(lián)型混合動(dòng)力汽車在混合動(dòng)力工況時(shí)的能量分配優(yōu)化問(wèn)題，建立了以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和變速器擋位為優(yōu)化變量，以給定循環(huán)工況下發(fā)動(dòng)機(jī)油耗最小為目標(biāo)的

15、有約束優(yōu)化計(jì)算模型。該優(yōu)化計(jì)算結(jié)果雖然不能用于實(shí)時(shí)控制，但對(duì)于推導(dǎo)汽車實(shí)時(shí)控制策略是有益的。為了使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最佳效率區(qū)，在混合動(dòng)力汽車上裝備CVT成為目前的一種發(fā)展趨勢(shì)。德國(guó)學(xué)者Z0ELCH等對(duì)帶有CVT的并聯(lián)型混合動(dòng)力汽車作了研究，對(duì)汽車提出以燃油經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)的優(yōu)化控制策略。這種控制策略的實(shí)質(zhì)就是將發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)控制在最佳效率區(qū)工作，實(shí)質(zhì)就是將發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)控制在最佳效率區(qū)工作，從而達(dá)到最佳的燃油經(jīng)濟(jì)性。從而達(dá)到最佳的燃油經(jīng)濟(jì)性。采用以成本和燃油經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)的控制策略的混合動(dòng)力汽車裝備了小功率電動(dòng)機(jī)和小容量的蓄電池組，使蓄電池組的成本和質(zhì)量減少到最小程度。在這種策略中，電動(dòng)機(jī)一般僅僅只在汽

16、車急加速時(shí)才啟動(dòng)，輔助發(fā)動(dòng)機(jī)向車輪提供加速所需的功率。而汽車的一般行駛工況則由一個(gè)小排量的發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，并在蓄電池組SOC下降到一定程度時(shí)為其充電，這進(jìn)一步提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷率。當(dāng)汽車減速時(shí)，蓄電池組吸收制動(dòng)能量而充電。這種控制策略存在的一個(gè)缺陷是，由于發(fā)動(dòng)機(jī)幾乎一直處于工作運(yùn)行狀態(tài)，雖然避免了發(fā)動(dòng)機(jī)開關(guān)控制引起的發(fā)動(dòng)機(jī)效率下降問(wèn)題，但無(wú)法消除發(fā)動(dòng)機(jī)在低負(fù)荷時(shí)的排放問(wèn)題。這種汽車在加速時(shí)的控制策略有以下幾種模式：這種汽車在加速時(shí)的控制策略有以下幾種模式：當(dāng)汽車原地起步時(shí)，由發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)汽車起步或者由電動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)汽車起步，然后在汽車的速度增加到一定值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，提供加速所需的補(bǔ)充動(dòng)力。

17、當(dāng)汽車快速起步或急加速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)聯(lián)合向車輪提供驅(qū)動(dòng)功率。上述幾種控制策略往往通過(guò)優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)來(lái)提高燃油經(jīng)濟(jì)性或效率。模糊邏輯控制的控制思想是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)和蓄電池同時(shí)進(jìn)行優(yōu)化控制。美國(guó)學(xué)者GLENN等提出利用模糊邏輯控制器(FLC)驅(qū)動(dòng)ICE(66KW Volkwagen TD1-66kW柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和32 kw的電動(dòng)機(jī))，以最高效率區(qū)和燃油經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，并聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)應(yīng)用模糊邏輯的控制策略可大大提高燃油經(jīng)濟(jì)性。對(duì)于排放的控制策略研究有待于進(jìn)一步驗(yàn)證。電力輔助控制策略將電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力系統(tǒng)中的靈活因素，根據(jù)汽車工況對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率進(jìn)行“削峰填谷”，從而優(yōu)化發(fā)

18、動(dòng)機(jī)的運(yùn)行。此控制策略已應(yīng)用在現(xiàn)實(shí)的混合動(dòng)力系統(tǒng)中，如本田Insight（右圖）和雪鐵龍xSARA?；炻?lián)式混合動(dòng)力汽車的控制策略采用發(fā)動(dòng)機(jī)作為主要?jiǎng)恿υ?，電?dòng)機(jī)和電池通過(guò)提供附加轉(zhuǎn)矩的形式進(jìn)行功率調(diào)峰，使系統(tǒng)獲得足夠的瞬時(shí)功率。由于采用了行星齒輪機(jī)構(gòu)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可以不隨車速變化，這樣使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最優(yōu)工作點(diǎn)，提供恒定的轉(zhuǎn)矩輸出，而剩余的轉(zhuǎn)矩則由電動(dòng)機(jī)提供。這樣電動(dòng)機(jī)來(lái)負(fù)責(zé)動(dòng)態(tài)部分，避免了發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)帶來(lái)的損失，而且與發(fā)動(dòng)機(jī)相比，電動(dòng)機(jī)的控制也更為靈敏，容易實(shí)現(xiàn)。這種策略從靜態(tài)條件下的發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性出發(fā)，經(jīng)過(guò)動(dòng)態(tài)校正后，跟蹤由驅(qū)動(dòng)條件決定的發(fā)動(dòng)機(jī)最優(yōu)工作曲線，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)及整車的控制。在這

19、種策略下，讓發(fā)動(dòng)機(jī)工作在萬(wàn)有特性圖中最佳油耗線上(圖4)。發(fā)動(dòng)機(jī)在高于某個(gè)轉(zhuǎn)矩或功率限值后才會(huì)打開。發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉后，離合器可以脫開(避免損失)或接合(工況變化復(fù)雜時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)更為容易)。只有當(dāng)發(fā)電機(jī)電流需求超出電池的接受能力或者當(dāng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電流需求超出電動(dòng)機(jī)或電池的允許限制時(shí)，才調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)。(1)串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，同時(shí)控制策略也不復(fù)雜，開發(fā)難度較小，可開發(fā)用于降低城市污染的公交車，并為其他類型的HEV積累開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。在串聯(lián)混合動(dòng)力的兩種常用控制方式中，由于功率跟隨式控制策略在動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性方面有較好的綜合性能，所以該控制方式較為常用。采用功率跟隨與恒溫器綜合控制方式更

20、有利于避免電池大電流放電和發(fā)動(dòng)機(jī)的頻繁啟動(dòng)，降低油耗提高排放性能。(2)并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車可以使油耗和排放都得到顯著的降低，其控制策略優(yōu)化后優(yōu)點(diǎn)更加明顯。采用小功率電動(dòng)機(jī)和小容量蓄電池組的并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車，能夠極大地降低混合動(dòng)力汽車的自重和制造成本，是十分有市場(chǎng)化前景的一種結(jié)構(gòu)型式。特別是這種結(jié)構(gòu)型式與CVT配合，是獲得較高的燃油經(jīng)濟(jì)性、較低的排放、平穩(wěn)的駕駛性能的一種比較理想的系統(tǒng)型式。對(duì)于這種系統(tǒng)，如何對(duì)蓄電池組的SOC進(jìn)行合理而有效的能量管理是獲得整車最佳燃油經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵。電力輔助控制策略是并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車較為普遍采用的一種控制策略。電力輔助控制策略比較簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，但控制效果不夠精確。目前并聯(lián)式混合動(dòng)力車控制策略還不十分成熟。已開發(fā)的控制策略各有優(yōu)點(diǎn)，互補(bǔ)性很強(qiáng)，但都沒(méi)有達(dá)到最優(yōu)。(3)混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車在理論上易于實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性，但由于結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，相對(duì)成本高。但為了更好地解決當(dāng)前大中城市普遍存在的空氣污染嚴(yán)重問(wèn)題，同時(shí)作為對(duì)低排放、低油耗車輛的探索，必須深化HEV的開發(fā)工作。在混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車控制策略中，從理論上講全局最優(yōu)模式是