混合動力汽車功率流分析和控制策略

混合動力汽車功率流分析和控制策略第1頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一

混合動力汽車功率控制基本類型

串聯(lián)混合動力汽車的功率流

并聯(lián)混合動力汽車的功率流

混聯(lián)式混合動力汽車的功率流課堂內(nèi)容混合動力電動汽車的功率流和能量流

復(fù)合式混合動力汽車功率流

混合動力汽車能量管理基本類型第2頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一功率控制混合動力汽車功率控制基本類型續(xù)駛里程延伸型（RangeExtender)當(dāng)車輛主要運行要求接近EV（零排放），而續(xù)駛里程又超出了純電動汽車范圍時采用。第3頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一功率控制混合動力汽車功率控制基本類型助力型(PowerAssist)(FueledEngine-Electric)

低排放良好的燃油經(jīng)濟(jì)性具有良好的節(jié)能潛力第4頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一功率控制混合動力汽車功率控制基本類型雙模式型(DualMode)

可以EV模式行駛可以ICEV模式長途行駛需要安裝兩套適當(dāng)能量源的驅(qū)動系系統(tǒng)功率冗余量較大第5頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一

混合動力汽車功率控制基本類型

串聯(lián)混合動力汽車的功率流

并聯(lián)混合動力汽車的功率流

混聯(lián)式混合動力汽車的功率流課堂內(nèi)容混合動力電動汽車功率流和能量流分析

復(fù)合式混合動力汽車功率流

混合動力汽車能量管理基本類型第6頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一功率流分析串聯(lián)混合動力汽車的功率流第7頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一功率流分析串聯(lián)混合動力汽車的功率流第8頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一功率流分析串聯(lián)混合動力汽車的功率流第9頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一功率流分析串聯(lián)混合動力汽車的功率流第10頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一

混合動力汽車功率控制基本類型

串聯(lián)混合動力汽車的功率流

并聯(lián)混合動力汽車的功率流

混聯(lián)式混合動力汽車的功率流課堂內(nèi)容混合動力電動汽車功率流和能量流分析

復(fù)合式混合動力汽車功率流

混合動力汽車能量管理基本類型第11頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一功率流分析并聯(lián)混合動力汽車的功率流第12頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一功率流分析并聯(lián)混合動力汽車的功率流第13頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一功率流分析并聯(lián)混合動力汽車的功率流第14頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一功率流分析并聯(lián)混合動力汽車的功率流第15頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一

混合動力汽車功率控制基本類型

串聯(lián)混合動力汽車的功率流

并聯(lián)混合動力汽車的功率流

混聯(lián)式混合動力汽車的功率流課堂內(nèi)容混合動力電動汽車功率流和能量流分析

復(fù)合式混合動力汽車功率流

混合動力汽車能量管理基本類型第16頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一功率流分析混聯(lián)式混合動力汽車的功率流第17頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一功率流分析混聯(lián)混合動力汽車的功率流第18頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一功率流分析混聯(lián)混合動力汽車的功率流第19頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一功率流分析混聯(lián)混合動力汽車的功率流第20頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一功率流分析混聯(lián)混合動力汽車的功率流第21頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一功率流分析混聯(lián)混合動力汽車的功率流第22頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一

混合動力汽車功率控制基本類型

串聯(lián)混合動力汽車的功率流

并聯(lián)混合動力汽車的功率流

混聯(lián)式混合動力汽車的功率流課堂內(nèi)容混合動力電動汽車功率流和能量流分析

復(fù)合式混合動力汽車功率流

混合動力汽車能量管理基本類型第23頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一功率流分析復(fù)合式混合動力汽車的功率流第24頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一功率流分析復(fù)合式混合動力汽車的功率流第25頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一功率流分析復(fù)合式混合動力汽車的功率流第26頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一功率流分析復(fù)合式混合動力汽車的功率流第27頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一功率流分析復(fù)合式混合動力汽車的功率流第28頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一功率流分析復(fù)合式混合動力汽車的功率流第29頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一

混合動力汽車功率控制基本類型

串聯(lián)混合動力汽車的功率流

并聯(lián)混合動力汽車的功率流

混聯(lián)式混合動力汽車的功率流課堂內(nèi)容混合動力電動汽車功率流和能量流分析

復(fù)合式混合動力汽車功率流

混合動力汽車能量管理基本類型第30頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一能量流分析混合動力汽車能量管理基本類型針對車載儲能器

耗電型（Charge-depletion)

電量維持型（Charge-Sustaining)第31頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一第五次課：第3學(xué)時混合動力電動汽車控制策略設(shè)計混合動力電動汽車技術(shù)第32頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一

控制策略影響因素分析

串聯(lián)混合動力汽車控制策略

并聯(lián)混合動力汽車控制策略

混聯(lián)式混合動力汽車控制策略課堂內(nèi)容混合動力電動汽車控制策略分析

混合動力汽車再生制動控制策略第33頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一控制目標(biāo)控制策略影響因素分析

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)動性能第34頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一發(fā)動機控制策略影響因素分析

優(yōu)化發(fā)動機的工作點

優(yōu)化發(fā)動機的工作曲線

優(yōu)化發(fā)動機的工作區(qū)

最小的發(fā)動機動態(tài)波動

限制發(fā)動機最低轉(zhuǎn)速

減少發(fā)動機的開關(guān)次數(shù)第35頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一功率均衡裝置控制策略影響因素分析

合適的蓄電池荷電狀態(tài)

安全的蓄電池電壓

安全的蓄電池電流

合適的充放電效率

預(yù)充電和自放電特性

功率密度、容量和壽命第36頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一其他控制策略影響因素分析

工況統(tǒng)計

分工適當(dāng)

地域選擇

駕駛習(xí)慣第37頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一

控制策略影響因素分析

串聯(lián)混合動力汽車控制策略

并聯(lián)混合動力汽車控制策略

混聯(lián)式混合動力汽車控制策略課堂內(nèi)容混合動力電動汽車控制策略分析

混合動力汽車再生制動控制策略第38頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一恒溫器模式串聯(lián)混合動力汽車控制策略恒溫器控制策略是根據(jù)電池的荷電狀態(tài)（SOC）進(jìn)行控制的。恒溫器控制策略允許發(fā)動機發(fā)電機組在電池SOC高于某一特定值之前按設(shè)定的值輸出功率。然后當(dāng)達(dá)到設(shè)定值時，發(fā)動機發(fā)電機組關(guān)閉，汽車零排放純電動行駛。當(dāng)SOC降到低于最小SOC點時，發(fā)動機發(fā)電機組再次啟動輸出恒定功率。第39頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一恒溫器模式串聯(lián)混合動力汽車控制策略第40頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一功率跟蹤模式串聯(lián)混合動力汽車控制策略發(fā)動機跟蹤器控制策略強迫發(fā)動機在其設(shè)計功率范圍內(nèi)跟隨路面的負(fù)載要求，這樣發(fā)動機就總是保持運轉(zhuǎn)。使用這種策略，電池組循環(huán)次數(shù)減少，與充/放電有關(guān)的損失相應(yīng)就減少了。然而，由于APU必須滿足所有功率要求而且還要做出快速響應(yīng)，這些都會影響發(fā)動機的效率和排放特性。第41頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一功率跟蹤模式串聯(lián)混合動力汽車控制策略第42頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一

控制策略影響因素分析

串聯(lián)混合動力汽車控制策略

并聯(lián)混合動力汽車控制策略

混聯(lián)式混合動力汽車控制策略課堂內(nèi)容混合動力電動汽車控制策略分析

混合動力汽車再生制動控制策略第43頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一基于車速的發(fā)動機控制并聯(lián)混合動力汽車控制策略當(dāng)汽車速度低于某一設(shè)定值VMODE時，電動驅(qū)動裝置單獨驅(qū)動汽車行駛，僅當(dāng)功率需求超過了電動驅(qū)動裝置的最大功率值時發(fā)動機接通；當(dāng)汽車速度大于VMODE時，發(fā)動機單獨驅(qū)動汽車行駛，在更高的速度，發(fā)動機功率不足以滿足汽車行駛的功率需求時，電動驅(qū)動裝置參與工作，而當(dāng)發(fā)動機功率有富裕時，可由控制系統(tǒng)決定是否向電池組充電。第44頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一基于負(fù)載的發(fā)動機控制并聯(lián)混合動力汽車控制策略利用加速踏板位置來控制發(fā)動機的使用。當(dāng)加速踏板被踩下時，電動機扭矩隨之增加直到達(dá)到最大功率，然后利用發(fā)動機輸出來彌補為滿足加速需求的功率空缺，或者當(dāng)加速踏板被踩下時，發(fā)動機和電動機輸出功率隨之增加。第45頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一

控制策略影響因素分析

串聯(lián)混合動力汽車控制策略

并聯(lián)混合動力汽車控制策略

混聯(lián)式混合動力汽車控制策略課堂內(nèi)容混合動力電動汽車控制策略分析

混合動力汽車再生制動控制策略第46頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一發(fā)動機恒定工作點模式混聯(lián)混合動力汽車控制策略采用發(fā)動機作為主要動力源,電機和電池通過提供附加轉(zhuǎn)矩的形式進(jìn)行功率調(diào)峰,使系統(tǒng)獲得足夠的瞬時功率。由于采用了行星齒輪機構(gòu)使發(fā)動機轉(zhuǎn)速可以不隨車速變化,這樣使發(fā)動機工作在最優(yōu)的工作點,提供恒定的轉(zhuǎn)矩輸出,而剩余的轉(zhuǎn)矩則由電機提供。這樣電動機來負(fù)責(zé)動態(tài)部分,避免了發(fā)動機動態(tài)調(diào)節(jié)帶來的損失。而且與發(fā)動機相比,電機的控制也更為靈敏,容易實現(xiàn)。第47頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一發(fā)動機最優(yōu)工作曲線混聯(lián)混合動力汽車控制策略第48頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一瞬時優(yōu)化控制混聯(lián)混合動力汽車控制策略在發(fā)動機最優(yōu)工作曲線模式思想的基礎(chǔ)上,對混合動力車的在特定工況點下整個動力系統(tǒng)的優(yōu)化目標(biāo)(如效率損失、名義油耗)進(jìn)行優(yōu)化,便可得到瞬時最優(yōu)工作點,然后基于系統(tǒng)的瞬時最優(yōu)工作點,對各個狀態(tài)變量進(jìn)行動態(tài)再分配?？刂颇繕?biāo)：名義油耗控制算法：靈敏度分析

第49頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一瞬時優(yōu)化控制混聯(lián)混合動力汽車控制策略第50頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一全局優(yōu)化控制混聯(lián)混合動力汽車控制策略貝爾曼(Bellman)動態(tài)規(guī)劃變分法、極小值原理和動態(tài)規(guī)劃第51頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一高效率區(qū)域界定控制混合動力汽車控制策略舉例分析BAADCcbaSPEEDTORQUE第52頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一Prius控制策略混合動力汽車控制策略舉例分析第53頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一Prius控制策略混合動力汽車控制策略舉例分析第54頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一AccordHybrid控制策略混合動力汽車控制策略舉例分析第55頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一HybridfunctionalityimprovesdramaticallyasM/Gpowerincreasesto50%oftargetedpeakpower–synergywithICE混合動力汽車控制策略舉例分析第56頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一混合動力汽車控制策略舉例分析第57頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一

控制策略影響因素分析

串聯(lián)混合動