双能源混合动力驱动系统的优化控制及其仿真.pdfVIP

维普资讯 第 30卷 第 10期 华 中 科 技 大 学 学 报 (自然科学版) Vo1．30 No．10 2002年 10月 J．HuazhongUniv．ofSci． Tech．(NatureScienceEdition) Oct． 2002 双能源混合动力驱动 系统 的优化控制及其仿真 黄妙华 金国栋 (华中科技大学机械科 学与工程学院) 摘要：在分析双能源驱动类型和控制策略的基础上 ，运用非线性规划的数学方法 ，针对一般的双能源混合动 力汽车提出了一种系统的优化策略 ，该策略以某一特定的循环行驶工况为基础 ，以最低发动机 的燃油消耗为 目标函数 ，在 ADVISOR软件平 台上建立了仿真模型，并将优化控制策略 的仿真结果与现有控制策略的仿真 结果相 比，结果表明通过系统的优化混合动力车辆的经济性有所改善 ，该优化方法有较大的实际应用价值 ． 关 键 词 ：电动汽车；混合动力驱动系统 ；双能源 ；优化控制 中图分类号 ：U271．1 文献标识码 ：A 文章编号 ：1671—4512(2002)10—0029—03 双能源驱动系统由不同类型动力源 ，不 同零 性能．本文所述的优化控制方法是 以某行驶工况 部件组成 ，并且具有多种不同的运行模式 ，对众多 为参考工况 ，假定某一汽车在此工况下行驶时，则 控制参数和状态参数进行有效的优化，是双能源 此工况下所需要汽车动力源提供的功率情况可以 驱动系统控制技术的一个 核心，是混合动力 电动 汽车系统中最为复杂、也是近年来 电动汽车技术 发展和产业化进程 中的重要研究开发方 向．本文 提出用优化控制策略来控制混合动力 电动汽车驱 动系统，对混合动力驱动系统的研制具有现实意 义，同时为混合动力驱动系统的研究提供 了新途 径 ． 图 1 双能源 串联式混合动力 电动汽车驱动系统 1 优化数学模型 的建立 预先计算出来 ，以控制汽车的燃油消耗最小为 目 标函数 ，探索出双能源功率的动态分配方式 ，来达 1．1 问题的描述及优化设计变量的确定 到燃油消耗最小的 目标 ． 混合动力 电动汽车驱动系统 由于能量源、电 当车辆在某一工况下行驶时，行驶工况 中所 池类型、电机类型、变速装置等不同，其结构各式 需要的驱动功率 由发动机和蓄电池共 同提供．若 各样 ，因此其控制方式也有所不同．根据零部件的 用 PT表示在行驶工况 中所需要 的驱动功率，PE 种类、数量和连接关系混合动力 电动汽车驱动系 表示 由发动机输出的功率，PB表示 由蓄电池输出 统可以分为三种基本结构类型：串联式、并联式和 的功率 ，则 混联式．这里主要 以双能源 (发动机和 电机)串联 PT(t)=PE(t)+PB(t)． 式混合动力电动汽车为研究对象，其驱动系统结 当车辆在某一工况下行驶时 ，发动机 的燃油 构图如图 1所示 ．该系统 由发动机发 电供 电动机 消耗 B(g)，可 以沿着特定的积分路线按下式求 驱动车轮 ，所有发动机 的机械能都转换成电能以 得 ： rt． 驱动 电动机 ，多余的电能则存储在蓄电池或超级 B=Ib(t)PE(t)dt， J ￡0 电容器中．发动机系统 中不再设置离合器或变速 式 中