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1、北京建筑大学基于串联式混合动力的控制策略研究摘要：混合动力汽车的控制策略及结构决定了整车的行驶性能。根据蓄电池组的荷电状态变化情况,对混合动力汽车的结构型式进行了分类,并对并联型和串联型混合动力汽车控制策略研究现状及其发展趋势进行了分析,指出混合动力汽车的控制策略不十分完善,需要进一步优化。控制策略不仅仅要实现整车最佳的燃油经济性,同时还要兼顾发动机排放、蓄电池寿命、驾驶性能、各部件可靠性及整车成本等多方面要求,并针对混合动力汽车各部件的特性和汽车的运行工况,使发动机、电机、蓄电池和传动系统实现最佳匹配,
2、兼顾了上述各方面要求的优化控制策略的研究是今后的一个研究重点。还指出,采用小功率电机、小排量发动机配以自动无级变速器的并联型混合动力汽车,是获得较高的燃油经济性、较小的排放、平稳的驾驶性能、较低的制造成本及质量的一种比较理想的系统型式。关键词:混合动力汽车;结构;控制策略第20页北京建筑大学第一章绪论1.1引言随着科技的飞速发展，混合动力汽车已经在汽车市场占据了一席之地，而且在提倡低碳环保的今天，也越来越被广大的消费者所推崇，如同现今大部分的汽车一样，混合动力汽车也经历了漫长的演变过程，尤其是在科技迅猛发
3、展今天，人类对原油的需求与日俱增，油价也在不停地调高，低碳环保和绿色出行已经成为当今这个时代必须的，也是不得不面对的一个事实，近几十年内，随着全球气候的逐步恶化，城市空气污染和石油资源的消耗过度，环保与节能已经成为这个世界所面对的重中之重，世界各国在这期间也在不断的改进自己国家的汽车技术来适应消耗量如此之大的产业结构，全球汽车的工业的飞速发展，使得汽车的产量，销售量和保有量在逐年的增长，因此，为保证汽车工业能够维持长期的稳定的发展，现在的人们必须寻求代用燃料或者减少燃油的消耗量，从这个方面出发，世界各国的
4、汽车制造商都在大力的开发节能汽车或者新能源汽车。现在，发展节能型，环保型汽车已经成为世界汽车工业技术创新的风向标和汽车产业可持续发展的必然选择，研发和推出一系列有商业应用价值的环保，节能HEV会在以后相当长的时间内成为世界汽车工业的趋势和主流方向。根据国际机电委员会下属的电力机动车技术委员会的提案，混合动力汽车是指有两种或两种以上的储能器，能源和转换器作驱动能源，并且其中至少有一种能够提供电能的车辆被称作混合动力汽车。根据这个通用规定，混合动力汽车有多种形式：汽油机和蓄电池混合，柴油机和蓄电池混合，蓄电池
5、和燃料电池混合，蓄电池和超大容量电容器混合，蓄电池和飞轮混合，蓄电池和蓄电池混合等等，但是该定义未被所有人所接受一般意义上的混合动力汽车就是指既有内燃机又有电动机驱动的车辆，本文中所指的混合动力汽车就是指一般意义上的混合动力汽车，这种系统较好的利用了蓄电池比功率大和燃油比能量高的特点，并采用这种系统可以较好的利用现在已有的各类汽车基础设施，入燃油供给系统，生产车辆平台，易于实现产业化。第20页北京建筑大学1.2国内外混合动力汽车研究现状及发展趋势1.2.1国内外混合动力汽车的研究现状混合动力汽车自1900
6、年由电动车衍生而来以后，相比于电动汽车和发动机汽车而言，混合动力汽车不仅有更好环境性和更高的能源利用率，还比电动汽车有更高的舒适性，更低的成本，更强的操控性，最重要的是他解决了纯电动车所无法达到的行驶距离的问题，混合动力汽车可以像发动机汽车一样行驶足够长的距离再加油，目前，主流的油电混合汽车主要分为3种：(1)串联混合。发动机可以按照与车辆速度、功率无关的最佳工况进行运作，效率很高(比传统燃油车高30％)，排放水平也可以控制到更高水平。(2)并联混合。车辆制动时电机作发电机使用，回收制动能量并储存到蓄电池
7、，供车辆起动、加速等工况功率补充。主要优势在于容易实现，即使电气系统出现故障时仍可以继续运行。(3)串并联混。集成了并联与串联的优点，但是结构比较复杂，制造水平要求高，成本较高，控制系统也比较复杂。混合动力汽车在各个国家也有不同的发展状况：德国Magnet-Motor公司仿照内燃-电动机车原理,开发了一种柴油-电动汽车推进动力系统,正在慕尼黑进行作为公共汽车替代动力的试验。这种柴油-电动系统的关键部分是磁动力储存装置(MDS),它用一个玻璃纤维做成的飞轮储存能量。在该飞轮系统的转子内侧装有一个电动机/发电
8、机,用以吸收和放出能量,这就是所谓复式电子永磁马达(MEP)先进技术。该马达的转子是一个钢筒,外围装有高级永久磁铁,定子装有许多相同尺寸的电磁铁。这种电动机/发电机可产生比传统电动机高2.5倍的扭矩,发出较大的功率,.既可作电动机也可作发电机用。同为德国奥迪汽车公司工程部提出一种饶有趣味的电动/汽油混合动力小轿车驱动系统。该系统安装在奥迪10系列试验车上。原车采用一台五缸2.3lookW的汽油机作动力,通过一个5档手动变速器进
