插電式混合動力汽車驅(qū)動控制系統(tǒng)的開發(fā)

加利福尼亞大學(xué)的EcoCAR3參賽隊設(shè)計了一輛并聯(lián)后置變速器的插電式混合動力汽車（PHEV），該車基于2016款雪佛蘭科邁羅，通過對其改造實現(xiàn)在不影響消費者接受程度、汽車性能、汽車實用性和汽車安全性的前提下，減少汽車溫室氣體排放和能源消耗。對驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行了改造，包括采用一臺2.4L Ecotec發(fā)動機(jī)替代原本發(fā)動機(jī)，并將發(fā)動機(jī)與一臺功率100kW的電機(jī)并聯(lián)連接，電機(jī)由一組容量為12.6kW· h的電池組驅(qū)動。針對改造后的驅(qū)動系統(tǒng)，開發(fā)與之相應(yīng)的控制系統(tǒng)，是實現(xiàn)減少溫室氣體排放和能源消耗的關(guān)鍵。

與改造后的驅(qū)動系統(tǒng)相應(yīng)的控制系統(tǒng)，其采用了dSPACE MicroAutoBox II 1401/1513作為控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)架構(gòu)。該架構(gòu)提供6個控制局域網(wǎng)連接通道和2個本地互連網(wǎng)絡(luò)連接通道，用于實現(xiàn)對驅(qū)動系統(tǒng)各部件控制器的控制。制定控制系統(tǒng)控制策略時，主要目標(biāo)是使發(fā)動機(jī)在最佳效率區(qū)和排放區(qū)工作。因而，所制定的控制策略為：①當(dāng)汽車所需功率小于發(fā)動機(jī)最佳效率區(qū)最小功率時，則由電機(jī)提供所需功率；②當(dāng)汽車所需功率處于發(fā)動機(jī)最佳效率區(qū)時，則由發(fā)動機(jī)提供所需功率；③當(dāng)汽車所需功率大于發(fā)動機(jī)最佳效率區(qū)的最大功率時，則由發(fā)動機(jī)和電機(jī)共同提供所需功率，電機(jī)提供超出部分。

基于美國阿貢國家實驗室開發(fā)的Autonomie軟件，對所設(shè)計的控制系統(tǒng)性能進(jìn)行驗證。驗證包括對汽車動力性能和能量消耗的驗證。驗證汽車動力性能采用的指標(biāo)包括汽車百公里加速時間、百公里制動距離和是否能以100km/h速度通過6%的坡道。試驗結(jié)果表明：①針對改造后驅(qū)動系統(tǒng)所開發(fā)的控制系統(tǒng)，其能夠保證汽車動力性能；②在505循環(huán)工況、高速駕駛循環(huán)工況（HWFET）、美國城市駕駛循環(huán)工況（US06）和美國郊區(qū)駕駛循環(huán)工況（US06HWY）4種駕駛循環(huán)工況下，汽車百公里燃油消耗由原來的4.01L降為3.95L。

Ary Armando Alvarez et al. SAE 2016-01-2154.

編譯：張振偉