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混合动力摩托车的控制策略和能量管理 邵定国许路汪信尧江建中 上海大学自动化系 摘要：混合破力电动车是指机车上装有两个以上动力{嚼[．奉文练台介绍r混台动力摩托车的最近发胜方向， 分别对混台动力系统的特点、混合动力系统的=种结构的特点、淀合动力摩托车的运{亍模式、挣制策略和能譬管 理系统进行讨论．以达到降低油耗，增加续驶里程，延长电池使用寿命等目的． 关键诃：混台动山摩托车t永磁直施无刷电扎运行模式-控制策略，能置管理系统 t 一一 一、刖吾 由于城市大气污染的日益严重阻及对环境和能源问题的日益关注，人f『J对以“洁净能源” 为动力的汽车越来越关注，进入八十年代以来，电动车成为世界上研究与发展的热点。电动车是 指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符含道路交通、安全法规各项要求的车辆【ll。目 前电动车用蓄电池在能量密度、比功率和寿命等方面的不足是电动车全面走向市场的瓶颈问题， 混台动力电动车装有两个以上动力源，如内燃机和蓄电池．它作为一种既考虑了环保、性能又接 近传统车辆的替代型机车．行驶中废气排放量低．省油，并且可大大增加续驶里程，预计在今后 一个较长阶段是当今世界发展的趋势和热点，1999年第16届国际电动车会议世界各大公司展览 样车中混合型电动车占80％以上即可证明。日、美、法、德等国各人汽车公司包括奔驰、Opel、 标致、通焉、福特、，丰田、=菱等，自从1995年对混合动力车开始感兴趣至今，已各有若干类 型混合型电动汽车试验性投放市场．车型包括轿车、面包车、#车和大客车等【2】。 在国内，汽车普及的条件还未成熟，大多数家庭使用的交通』=具咀自行车、助动乍和摩托’： 为主．尤其在t海现有几十万辆燃油助动车构成了污染上海大气的主要源头之一，但目前市场上 的电动自行车所用的蓄电池在续驶里程和充电时间等方面还不尽如人意，开发实用型混台型摩托 t 乍具有现实意义，它具有减少燃油消耗，减少废气污染排放，在中心城区“零排放”操作r无 需电源充电等优点，目前关于这方面国内外报道的文献比较少。 二、混合动力电动车的特点 目前．我国的电动自行车和砘动摩托车方兴末艾，正迅猛地发展，但是由于存在续驶里程、 充电时间和方式等因素的制约．要做到大范围推广还有一段距离。在此情况下混合动力电动车麻 运而生．虽然相对于电动车它的废气{{}放不能完全消除，但它别的方面的特点足以成为推广‘的因 索。 (1)摩托车行驶_[况比较复杂，尤其在城市里行驶时运行范围更大，选择内燃机功率时是 对其功率要求最大的行驶工况来确定．如晟商车速，高速时上坡能力，最大加速自＆力等综台 考虑。但大多数行驶情况下，仅用其最大功率的15％--30％，此时油耗大、排放污染物多。 采用混合动力后可按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率，此时处于油耗低、污染少的 【况下I：作。负载太时，内燃机功率不足。由电池来补充：负载小时，富余功率司发电给电 池充电．由下内燃机可持续L作．蓄电池又可以不断得到充电- r2)如果混合动力为并联式系统．可减少电机和蓄电池的选择功率，在纯电动时功率不足 可由内燃机提供能源，电机和蓄电池的功率减少意味着重量和价格的减少，以抵增加内燃静l 一75— 装置带米的影响。 f3、能回收制动、卜I坡和怠速时的能量。 m与纯电动摩托车相比行程不受蓄电池容量影响，人人增加了续驶里程，与普通摩托牟 相比尾气}亏染排放大大减轻．且耗油量可减少30％。 rs、在中心城区可关停内燃机，由蓄电池单独驱动，实现“零”排放。 f矾利用现有的加油站，不必再投资专用充电站。 r7、能量管理系统能保持蓄电池一直处于良好的：[作状态，不发生过充、过放现象，延长 其使用寿命，降低成本。 三、混合动力电动车结构 目前混合型动力车有三种结构：