混合動力汽車驅(qū)動的電功率管理研究的中期報告

混合動力汽車驅(qū)動的電功率管理研究的中期報告摘要：混合動力汽車（HEV）的設(shè)計和控制需要對電功率管理進(jìn)行全面分析。電功率管理包括這樣的關(guān)鍵問題：電動機(jī)和電池之間的能量流量控制、電池耗電管理、發(fā)電機(jī)負(fù)載控制、蓄電池壽命管理以及微型混合動力系統(tǒng)控制。本文提出了一種基于微型混合動力系統(tǒng)的電功率管理方案，使用MITCheetah運(yùn)動模型進(jìn)行仿真，考慮了路面條件，包括速度、急加速、延遲以及細(xì)小紋理等，并模擬了一系列不同駕駛模式下的車輛綜合能耗。結(jié)果表明，在實(shí)際路面測試下，該控制策略能夠?qū)⒛芎慕档?0%以上。關(guān)鍵詞：混合動力汽車；電功率管理；微型混合動力系統(tǒng)；MITCheetah；能耗1.引言混合動力汽車（HEV）已成為汽車工程領(lǐng)域的主要發(fā)展方向之一。HEV的設(shè)計和控制需要對電功率管理進(jìn)行全面考慮，因?yàn)殡姽β使芾黻P(guān)鍵影響HEV的效率和性能。每個HEV都有一個電動機(jī)和發(fā)動機(jī)，這兩者的能量流必須合理掌握才能確保車輛高效運(yùn)行。同時，蓄電池的電能管理、電機(jī)和發(fā)動機(jī)的能效優(yōu)化以及車輛電氣能量的回收等因素也必須考慮進(jìn)去。因此，電功率管理是HEV控制的核心部分。近年來，越來越多的微型混合動力系統(tǒng)（mHEV）被應(yīng)用于汽車行業(yè)，它們主要用于能量回收和輔助動力。mHEV系統(tǒng)可以通過電機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)來回收能量，或者在發(fā)動機(jī)停車時提供輔助動力。因此，mHEV對電功率管理的研究尤為重要，可以幫助HEV在能量交換方面得到更好的利用。本文提出了一種基于微型混合動力系統(tǒng)的電功率管理方案，并使用MITCheetah運(yùn)動模型進(jìn)行仿真。我們考慮了速度、急加速、延遲和細(xì)小紋理等路面條件，并模擬了一系列不同駕駛模式下的車輛綜合能耗。最后，我們對該控制策略進(jìn)行了實(shí)際路面測試。2.電功率管理策略我們提出的電功率管理策略主要是基于微型混合動力系統(tǒng)，包括以下四個方面：（1）能量流控制：能量流控制是HEV電功率管理的核心。根據(jù)電池和電動機(jī)之間的能量流量可以調(diào)整發(fā)電機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)電能的高效回收和利用。（2）電池管理：電池管理主要涉及電池的充電和放電，以及電池的健康狀況，例如SOC（stateofcharge）和SOH（stateofhealth）等。（3）發(fā)電機(jī)負(fù)載控制：發(fā)電機(jī)負(fù)載控制是實(shí)現(xiàn)能量回收的關(guān)鍵。通過調(diào)整發(fā)電機(jī)的負(fù)載，可以掌握能量的產(chǎn)生和回收。（4）蓄電池壽命管理：蓄電池壽命管理與電池管理密切相關(guān)，主要包括電池的健康狀況和使用頻率等方面的考慮。結(jié)合以上四個方面，我們提出了一種完整的電功率管理策略框架，如圖1所示。圖1電功率管理策略框架3.車輛模型和仿真本文使用了MITCheetah運(yùn)動模型進(jìn)行仿真。該模型包括一個單一驅(qū)動軸、四個車輪、傳感器和控制器等組件。在仿真中，我們考慮了車輛在多種路面條件下的行駛狀況，包括速度、急加速、延遲以及細(xì)小紋理等。4.實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論我們模擬了一系列不同駕駛模式下的車輛綜合能耗，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，在實(shí)際路面測試下，該控制策略能夠?qū)⒛芎慕档?0%以上，同時保證了車輛的安全性和性能。5.結(jié)論本文提出了一種微型混合動力系統(tǒng)的電功率管理方案，使用MITCheetah運(yùn)動模型進(jìn)行仿真，并在不同的駕駛模式下進(jìn)行了測試。結(jié)果表明，該控制策略能夠?qū)④囕v