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混合動力汽車動力系統(tǒng)的節(jié)能與控制

包括柴油機(jī)在內(nèi)的所有燃油發(fā)動機(jī)中，提高燃料效率和減少排放是兩項首要任務(wù)。開發(fā)了混合動力系統(tǒng)，其控制策略的約束條件為：①最大限度地降低油耗，同時滿足低排放的要求；②保持或提高發(fā)動機(jī)的工作效率；③防止儲能裝置能量過多消耗，保持電池SOC在可接受范圍內(nèi)。

研究了帶有集成起動發(fā)電機(jī)（ISG）的輕度混合動力汽車（HEV），使用平行輔助控制策略并在Simulink中進(jìn)行模擬試驗，結(jié)果表明，HEV可以降低燃油消耗。研究豐田插電式混合動力汽車所使用的兩種控制算法：隨機(jī)動態(tài)規(guī)劃和等效最小消耗策略，在開發(fā)實時能量管理策略時使用最優(yōu)魯棒控制。其主要思想是當(dāng)車輛運(yùn)行的方向與所施加的力或力矩的方向相反時就可以進(jìn)行能量的再回收，存儲在儲能裝置中以備后續(xù)使用。實時控制的難點是,在不耗盡儲能裝置內(nèi)能量和發(fā)動機(jī)不失速情況下，如何平衡來自于發(fā)動機(jī)和存儲設(shè)備的電力需求。開發(fā)了一種基于控制算法的策略，可以根據(jù)工作循環(huán)的不同而相應(yīng)地做出調(diào)整。

對使用嵌入式控制的混合動力系統(tǒng)與傳統(tǒng)的小型發(fā)動機(jī)在節(jié)油方面進(jìn)行對比。結(jié)果顯示，混合動力系統(tǒng)可維持機(jī)器效率在可接受的范圍內(nèi)，7L發(fā)動機(jī)混合動力系統(tǒng)在模擬循環(huán)周期內(nèi)燃料消耗相比原型機(jī)減少20%～27%；9L發(fā)動機(jī)混合動力系統(tǒng)在模擬周期內(nèi)燃料消耗相比原型機(jī)減少6%～7%。

Mohamed H. Zaher et al. SAE 2013-01-2395.

編譯：張冬冬