混合动力汽车结构分析及控制策略研究

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1、混合动力汽车结构分析及控制策略研究混合动力汽车结构分析及控制策略研究摘要：本文对目前常用的串联式、并联式以及混联式混合动力汽车的结构进行描述与分析，比较其优缺点。根据控制策略研究的性质分为被动型控制策略和主动型策略来比较分析，为进一步实现对混合动力汽车控制策略的优化奠定基础。为混合动力汽车的研究发展提供依据。关键词：混合动力汽车；控制策略刖S为了解决汽车所带来的C02排放问题以及油价攀升问题，全球汽车公司纷纷转向混合动力和电动系列汽车的研究和开发。与传统能源动力汽车相比，混合动力汽车在环保和节能等方面表现出明显的优势;与电动汽车相比，混合动力汽车

2、的生产成本较低。因此，混合动力汽车异军突起，成为新一代汽车的研究开发的热点。1混合动力汽车结构及其特点近些年来，由于蓄电池技术的发展，由发电机和电动机组成的混合动力系统已经发展出串联式、并联式和混联式这三种组成方式。它们因为有着不同的组合形式而各自有各自的优缺点，串联和并联是以前就有的传统的HEV动力系统组成方式，而混联式是后来发展起来的,它的特点是有更多的工作模式可供选择，既具有串联式混合动力电动汽车的特征，又具有并联式混合动力电动汽车的特征。1.1串联式混合动力汽车（SHEV）串联式混合动力电动汽车的驱动系统是rfl发动机、发电机和驱动电动机

3、依次串联组成的。SHEV通过发动机起动，然后发电机组将机械能转化为电能，用来驱动电动机或者给电池组充电，这样可以延长串联式混合动力动汽车的行驶里程。串联式混合动力汽车发动机的转速控制在一定的范围之内，运行工况对它没有任何影响，所以SHEV能够保证它的运转状态在任何时候都是高效率的，同时能量消耗和排放也非常低。串联式混合动力汽车主要有一种屯动机驱动模式，所以它的控制系统和驱动系统都非常简单，三大动力总能够很口由地在底盘上布置，它的动力特性与纯电动汽车的更接近。SIIEV三大动力总功率要求与它的最大驱动功率相近。串联式结构适用于频繁起步和低速行驶工况

4、，可以将发动机调整在最佳工况点附近稳定运转，通过调整电池和电动机的输出来调整「乍速的目的。使发动机避免怠速和低速运转的工况，从而提高发动机的效率，减少废气排放。缺点是能量儿经转换，机械效率较低。故主要应用于大型客车。1.2并联式混合动力汽车(PHEV)并联式混合动力汽车是由发动机、电动/发电机或驱动电动机两大动力总成组成，PHEV的驱动系统由它们并联组成。此时电动汽车可由发动机或电动机单独驱动，也可以由它们共同驱动。所以，可以降低对电机、发动机功率的要求，而且电池的容量也可以适当的减小一点，从而降低制造汽车的成本。在PIIEV中，没有像串联式混合

5、动力汽车那样在能量转化中的损失，而是采用高效率的机械传动系统,由发动机直接带动PHEV的驱动系统驱动PHEV行驶，发动机始终稳定地运转在低油耗、高效率和低排放的转速范围内。并联式混合动力汽车的驱动装置是发动机和电动机，由于PHEV的结构特点，它有三种驱动模式，分别是由发动机单独驱动、由电动机单独驱动和发动机与电动机联合驱动。但是一般情况下，PIIEV主要由发动机单独驱动，在这种驱动模式下它的动力特性跟内燃机汽车更接近。由于两大动力总成是并联的，功率可以叠加起来，发动机和电动机也不需要像串联式那样采用大功率的，只要是并联式混合动力电动汽车最大驱动功

6、率的1/2到1之间。并联式结构故适合在城市间公路和高速公路上稳定行驶的工况。由于并联式驱动系统受汽车行驶工况点影响，因此不适合汽车行驶工况较多，较大；相比于串联结构式，需要变速装置和动力复合装置,传动结构复杂。由于它的尺寸比较小，主要在中小型汽车上应用。1・3混联式混合动力汽车(PSIIEV)PSHEV既具有串联式混合动力汽车的结构形式与功能特性，乂具有并联式混合动力汽车的结构形式与功能特性，混联式混合电动车的动力总成系统包括发动机、电动/发电机以及驱动电动机。PSHEV的动力驱动系统在车辆的行驶速度比较低时运行状态与SIIEV和似；PSIIEV

7、的动力驱动系统在车辆的行驶速度比较高时运行状态则与PHEV相似。当混联式混合动力汽车起动吋，发动机发动产生驱动转矩，其中有一些由传动装置传送给汽车车轮，而剩下的就用來给发电机发电，这些电能用來驱动电动机产生驱动转矩用来驱动车轮或者给蓄电池充电。混联式混合动力汽车的驱动系统具有SIIEV和PIIEV的驱动系统的优点，所以它能够在不同的路况下选择不同的T作模式，实现低油耗和低排放的控制目的。混联式混合动力电动汽车的结构特点，三大动力总成各自的功率均能够取混联式混合电动车最大驱动功率的1/3到1之间，而且能够接近甚至超过传统内燃机汽车的动力性能水平,但

8、是对发动机电动机的技术要求较高，对蓄电池技术要求较高。2混合动力汽「乍控制策略研究为了达到使IIEV获得诸如车辆尾气排放量小、燃油经济性