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1、北京建筑大學(xué)基于串聯(lián)式混合動力的控制策略研究摘要：混合動力汽車的控制策略及結(jié)構(gòu)決定了整車的行駛性能。根據(jù)蓄電池組的荷電狀態(tài)變化情況,對混合動力汽車的結(jié)構(gòu)型式進(jìn)行了分類,并對并聯(lián)型和串聯(lián)型混合動力汽車控制策略研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢進(jìn)行了分析,指出混合動力汽車的控制策略不十分完善,需要進(jìn)一步優(yōu)化?？刂撇呗圆粌H僅要實(shí)現(xiàn)整車最佳的燃油經(jīng)濟(jì)性,同時還要兼顧發(fā)動機(jī)排放、蓄電池壽命、駕駛性能、各部件可靠性及整車成本等多方面要求,并針對混合動力汽車各部件的特性和汽車的運(yùn)行工況,使發(fā)動機(jī)、電機(jī)、蓄電池和傳動系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)最佳匹配,
2、兼顧了上述各方面要求的優(yōu)化控制策略的研究是今后的一個研究重點(diǎn)。還指出,采用小功率電機(jī)、小排量發(fā)動機(jī)配以自動無級變速器的并聯(lián)型混合動力汽車,是獲得較高的燃油經(jīng)濟(jì)性、較小的排放、平穩(wěn)的駕駛性能、較低的制造成本及質(zhì)量的一種比較理想的系統(tǒng)型式。關(guān)鍵詞:混合動力汽車;結(jié)構(gòu);控制策略第20頁北京建筑大學(xué)第一章緒論1.1引言隨著科技的飛速發(fā)展，混合動力汽車已經(jīng)在汽車市場占據(jù)了一席之地，而且在提倡低碳環(huán)保的今天，也越來越被廣大的消費(fèi)者所推崇，如同現(xiàn)今大部分的汽車一樣，混合動力汽車也經(jīng)歷了漫長的演變過程，尤其是在科技迅猛發(fā)
3、展今天，人類對原油的需求與日俱增，油價也在不停地調(diào)高，低碳環(huán)保和綠色出行已經(jīng)成為當(dāng)今這個時代必須的，也是不得不面對的一個事實(shí)，近幾十年內(nèi)，隨著全球氣候的逐步惡化，城市空氣污染和石油資源的消耗過度，環(huán)保與節(jié)能已經(jīng)成為這個世界所面對的重中之重，世界各國在這期間也在不斷的改進(jìn)自己國家的汽車技術(shù)來適應(yīng)消耗量如此之大的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，全球汽車的工業(yè)的飛速發(fā)展，使得汽車的產(chǎn)量，銷售量和保有量在逐年的增長，因此，為保證汽車工業(yè)能夠維持長期的穩(wěn)定的發(fā)展，現(xiàn)在的人們必須尋求代用燃料或者減少燃油的消耗量，從這個方面出發(fā)，世界各國的
4、汽車制造商都在大力的開發(fā)節(jié)能汽車或者新能源汽車。現(xiàn)在，發(fā)展節(jié)能型，環(huán)保型汽車已經(jīng)成為世界汽車工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的風(fēng)向標(biāo)和汽車產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇，研發(fā)和推出一系列有商業(yè)應(yīng)用價值的環(huán)保，節(jié)能HEV會在以后相當(dāng)長的時間內(nèi)成為世界汽車工業(yè)的趨勢和主流方向。根據(jù)國際機(jī)電委員會下屬的電力機(jī)動車技術(shù)委員會的提案，混合動力汽車是指有兩種或兩種以上的儲能器，能源和轉(zhuǎn)換器作驅(qū)動能源，并且其中至少有一種能夠提供電能的車輛被稱作混合動力汽車。根據(jù)這個通用規(guī)定，混合動力汽車有多種形式：汽油機(jī)和蓄電池混合，柴油機(jī)和蓄電池混合，蓄電池
5、和燃料電池混合，蓄電池和超大容量電容器混合，蓄電池和飛輪混合，蓄電池和蓄電池混合等等，但是該定義未被所有人所接受一般意義上的混合動力汽車就是指既有內(nèi)燃機(jī)又有電動機(jī)驅(qū)動的車輛，本文中所指的混合動力汽車就是指一般意義上的混合動力汽車，這種系統(tǒng)較好的利用了蓄電池比功率大和燃油比能量高的特點(diǎn)，并采用這種系統(tǒng)可以較好的利用現(xiàn)在已有的各類汽車基礎(chǔ)設(shè)施，入燃油供給系統(tǒng)，生產(chǎn)車輛平臺，易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。第20頁北京建筑大學(xué)1.2國內(nèi)外混合動力汽車研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1.2.1國內(nèi)外混合動力汽車的研究現(xiàn)狀混合動力汽車自1900
6、年由電動車衍生而來以后，相比于電動汽車和發(fā)動機(jī)汽車而言，混合動力汽車不僅有更好環(huán)境性和更高的能源利用率，還比電動汽車有更高的舒適性，更低的成本，更強(qiáng)的操控性，最重要的是他解決了純電動車所無法達(dá)到的行駛距離的問題，混合動力汽車可以像發(fā)動機(jī)汽車一樣行駛足夠長的距離再加油，目前，主流的油電混合汽車主要分為3種：(1)串聯(lián)混合。發(fā)動機(jī)可以按照與車輛速度、功率無關(guān)的最佳工況進(jìn)行運(yùn)作，效率很高(比傳統(tǒng)燃油車高30％)，排放水平也可以控制到更高水平。(2)并聯(lián)混合。車輛制動時電機(jī)作發(fā)電機(jī)使用，回收制動能量并儲存到蓄電池
7、，供車輛起動、加速等工況功率補(bǔ)充。主要優(yōu)勢在于容易實(shí)現(xiàn)，即使電氣系統(tǒng)出現(xiàn)故障時仍可以繼續(xù)運(yùn)行。(3)串并聯(lián)混。集成了并聯(lián)與串聯(lián)的優(yōu)點(diǎn)，但是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造水平要求高，成本較高，控制系統(tǒng)也比較復(fù)雜?；旌蟿恿ζ囋诟鱾€國家也有不同的發(fā)展?fàn)顩r：德國Magnet-Motor公司仿照內(nèi)燃-電動機(jī)車原理,開發(fā)了一種柴油-電動汽車推進(jìn)動力系統(tǒng),正在慕尼黑進(jìn)行作為公共汽車替代動力的試驗(yàn)。這種柴油-電動系統(tǒng)的關(guān)鍵部分是磁動力儲存裝置(MDS),它用一個玻璃纖維做成的飛輪儲存能量。在該飛輪系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)裝有一個電動機(jī)/發(fā)電
8、機(jī),用以吸收和放出能量,這就是所謂復(fù)式電子永磁馬達(dá)(MEP)先進(jìn)技術(shù)。該馬達(dá)的轉(zhuǎn)子是一個鋼筒,外圍裝有高級永久磁鐵,定子裝有許多相同尺寸的電磁鐵。這種電動機(jī)/發(fā)電機(jī)可產(chǎn)生比傳統(tǒng)電動機(jī)高2.5倍的扭矩,發(fā)出較大的功率,.既可作電動機(jī)也可作發(fā)電機(jī)用。同為德國奧迪汽車公司工程部提出一種饒有趣味的電動/汽油混合動力小轎車驅(qū)動系統(tǒng)。該系統(tǒng)安裝在奧迪10系列試驗(yàn)車上。原車采用一臺五缸2.3lookW的汽油機(jī)作動力,通過一個5檔手動變速器進(jìn)
