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插電式混合動力汽車動力控制系統(tǒng)的設計和評價

應用非線性模型預測控制和滑?？刂圃O計混合動力汽車的電源管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)是基于模型預測控制概念（并聯(lián)式策略和混合式策略）設計的。模型預測控制是將合適的低階控制器（包括豐田普銳斯插電式混合動力汽車PHEV低級別控制器、電機標準比例積分控制器、控制發(fā)動機轉(zhuǎn)矩滑?？刂破鳎糜趧恿ο到y(tǒng)組件中?；？刂破魇拱l(fā)動機根據(jù)模型預測控制器設定力矩輸出相應的力矩，同時最大限度地提高催化轉(zhuǎn)換器中HC的轉(zhuǎn)換效率。電源管理方案的設計采用并聯(lián)式和混合式策略進行研究。將所提出的電源管理方案應用到MapleSim環(huán)境下開發(fā)的豐田普銳斯PHEV高保真模型中，以評估其性能。為了使高保真模型更接近真實系統(tǒng)，使用阿貢國家實驗室自主軟件公司的數(shù)據(jù)庫估測其模型參數(shù)。該仿真模型的識別部分基于鋰離子電池組模型和各傳動部件模型，使其對電源管理方案的評估更加符合實際；將降低油耗、減少排放作為控制系統(tǒng)的主要目標；基于鋰離子電池組模型和各傳動部件模型評估系統(tǒng)的控制性能；通過控制發(fā)動機的空燃比，改善整車的燃油經(jīng)濟性以及減少排放。在車輛行駛過程中不考慮對排放的控制時，原始電源管理系統(tǒng)的燃料消耗為2.61L/ 100km；混合模式策略下的燃料消耗為1.66L/100km；而并聯(lián)式策略下的燃料消耗率為1.83L/ 100km。當考慮控制排放時，混合模式策略下的燃料消耗為1.89L/100km，而并聯(lián)式策略下的燃料消耗率為2.05L/100km。試驗結(jié)果表明，新設計的電源管理系統(tǒng)能夠顯著降低車輛的燃料消耗。

刊名：Journal of Automobile Engineering（英）

刊期：2015年第229期

作者：Amir Taghavipour

編譯：趙喚