九年級數學下冊第25章投影與視圖251投影2511平行投影與中心投影作業(yè)課件(新版)滬科版

新能源汽車技術

第1

頁第6章混合動力汽車

6.1概述6.2

混合動力汽車動力系統設計

6.3

混合動力汽車制動能量回收系統6.4混合動力汽車的能量管理新能源汽車技術第1頁第6章混合動力汽車6.1新能源汽車技術

第2

頁6.1概述6.1.1混合動力汽車的分類

1.按連接方式分類：（1）串聯式混合動力汽車（SHEV）（2）并聯式混合動力汽車（PHEV）（3）混聯式混合動力汽車（PSHEV）2.按混合程度分類（1）微混混合動力汽車（2）輕混混合動力汽車（3）強混混合動力汽車（4）全混混合動力汽車新能源汽車技術第2頁6.1概述6.1.1混合新能源汽車技術

第3

頁6.1.1混合動力汽車的分類3.按能否充電分類：（1）插電式混合動力汽車（PHV）（2）常規(guī)混合動力汽車（HEV）新能源汽車技術第3頁6.1.1混合動力汽車的分新能源汽車技術

第4

頁6.1.2混合動力汽車的組成與原理1.串聯式混合動力汽車串聯式混合動力汽車系統結構如圖所示。串聯式結構是由發(fā)動機、發(fā)電動機和驅動電動機三大主要部件總成組成。

新能源汽車技術第4頁6.1.2混合動力汽車的組新能源汽車技術

第5

頁6.1.2混合動力汽車的組成與原理在串聯式混合動力汽車上，由發(fā)動機帶動發(fā)電動機所產生的電能和蓄電池輸出的電能，共同輸出到電動機來驅動汽車行駛，電力驅動是唯一的驅動模式。動力流程圖如圖所示。新能源汽車技術第5頁6.1.2混合動力汽車的組新能源汽車技術

第6

頁6.1.2混合動力汽車的組成與原理串聯式混合動力汽車的發(fā)動機能夠經常保持在穩(wěn)定、高效、低污染的運轉狀態(tài)，使有害排放氣體控制在最低范圍。從總體結構上看，比較簡單，易于控制，只有電動機的電力驅動系統，其特點更加趨近于純電動汽車。三大部件總成在電動汽車上布置起來，有較大的自由度，但各自的功率較大，外形較大，質量也較大，在中小型電動汽車上布置有一定的困難。另外在能量轉換過程中，能量損失較大。串聯式混合動力驅動系統較適合在大型客車上使用。新能源汽車技術第6頁6.1.2混合動力汽車的組新能源汽車技術

第7

頁6.1.2混合動力汽車的組成與原理2.并聯式混合動力汽車并聯式混合動力汽車系統結構如圖所示，該結構主要是由發(fā)動機、電動機/發(fā)電動機兩大部件總成組成，有多種組合型式，可以根據使用要求選用。

新能源汽車技術第7頁6.1.2混合動力汽車的組新能源汽車技術

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頁6.1.2混合動力汽車的組成與原理并聯式驅動系統的典型動力流程圖如圖所示。發(fā)動機和電動機通過某種變速裝置同時與驅動橋直接相聯接。

新能源汽車技術第8頁6.1.2混合動力汽車的組新能源汽車技術

第9

頁6.1.2混合動力汽車的組成與原理并聯式驅動系統的主要元件為動力合成裝置，由于動力合成的實現方法具有多樣性，相應的動力傳動系統結構也多種多樣，通?？蓺w類為驅動力合成式、轉矩合成式和轉速合成式。（1）驅動力合成式驅動力合成式并聯混合動力汽車采用一個小功率的發(fā)動機，單獨地驅動汽車的前輪。另外一套電動機驅動系統單獨地驅動汽車的后輪，可以在汽車啟動、爬坡或加速時增加混合動力汽車的驅動力。兩套驅動系統可以獨立驅動汽車，也可以聯合驅動汽車，使汽車變成四輪驅動的電動汽車。此種混合動力汽車具有四輪驅動汽車的特性。新能源汽車技術第9頁6.1.2混合動力汽車的組新能源汽車技術

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頁6.1.2混合動力汽車的組成與原理（2）轉矩合成式(雙軸式和單軸式)轉矩合成式并聯混合動力汽車的發(fā)動機通過傳動系統直接驅動混合動力汽車，并直接（單軸式）或間接（雙軸式）帶動電動機/發(fā)電動機轉動向蓄電池充電。蓄電池也可以向電動機/發(fā)電動機提供電能，此時電動機/發(fā)電動機轉換成電動機，可以用來啟動發(fā)動機或驅動汽車。

新能源汽車技術第10頁6.1.2混合動力汽車的新能源汽車技術

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頁6.1.2混合動力汽車的組成與原理（3）轉速合成式轉速合成式并聯混合動力汽車的發(fā)動機和電動機通過離合器和一個“動力組合器”來驅動汽車。可以利用普通內燃機汽車的大部分傳動系統的總成，電動機只需通過“動力組合器”與傳動系統連接，結構簡單，改制容易，維修方便。為獲得最佳傳動效果，控制裝備往往十分復雜。新能源汽車技術第11頁6.1.2混合動力汽車的新能源汽車技術

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頁6.1.2混合動力汽車的組成與原理新能源汽車技術第12頁6.1.2混合動力汽車的新能源汽車技術

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頁6.1.2混合動力汽車的組成與原理3.混聯式混合動力汽車混聯式驅動系統是串聯式與并聯式的綜合，其結構示意圖如圖所示。

新能源汽車技術第13頁6.1.2混合動力汽車的新能源汽車技術

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頁6.1.2混合動力汽車的組成與原理混聯式混合動力汽車動力流程圖如圖所示。新能源汽車技術第14頁6.1.2混合動力汽車的新能源汽車技術

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頁6.1.3混合動力汽車的特點

混合動力汽車與純電動汽車比較：（1）由于有原動機作為輔助動力，蓄電池的數量和質量可減少，因此汽車自身重量可以減?。唬?）汽車的續(xù)駛里程和動力性可達到內燃機的水平；（3）借助原動機的動力，可帶動空調、真空助力、轉向助力及其它輔助電器，無需消耗蓄電池組有限的電能，從而保證了駕車和乘坐的舒適性。新能源汽車技術第15頁6.1.3混合動力汽車的新能源汽車技術

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頁6.1.3混合動力汽車的耦合類型

混合動力汽車是內燃機與電機兩種動力混合驅動的車輛，這種混合是通過動力耦合器的耦合作用實現的。動力耦合器的形式不僅決定混合動力汽車具備的工作模式，也是功率分配策略制定的依據，并最終對整車的動力性、經濟性和排放性產生重要影響。動力耦合類型主要有轉矩耦合、轉速耦合、功率耦合和牽引力耦合等。新能源汽車技術第16頁6.1.3混合動力汽車的新能源汽車技術

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頁6.1.3混合動力汽車的耦合類型

1.轉矩耦合轉矩耦合式動力系統是指兩個（或多個）動力源的輸出動力在耦合過程中，兩動力源的輸出轉矩相互獨立，而輸出轉速必須互成比例，最終的合成轉矩是兩動力源輸出轉矩的耦合疊加。轉矩耦合方式可以通過齒輪耦合、磁場耦合、鏈或帶耦合等多種方式實現。（1）齒輪耦合方式。齒輪耦合方式是通過嚙合齒輪（組）將多個輸入動力合成在一起輸出；這種耦合方式結構簡單，可以實現單輸入、多輸入等多種驅動形式，耦合效率較高，控制相對簡單；但由于齒輪是剛性嚙合的，在動力切換、耦合過程中易產生沖擊。新能源汽車技術第17頁6.1.3混合動力汽車的新能源汽車技術

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頁6.1.3混合動力汽車的耦合類型

新能源汽車技術第18頁6.1.3混合動力汽車的新能源汽車技術

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頁6.1.3混合動力汽車的耦合類型

（2）磁場耦合方式。磁場耦合方式是將電機的轉子與發(fā)動機輸出軸做成一體，通過磁場作用力將電機輸出動力和發(fā)動機輸出動力耦合在一起。這種耦合方式效率高，結構緊湊，耦合沖擊小，能量回饋方便；但混合度低，電機一般只能起輔助驅動的作用。由于電機轉子具有一定的慣性，所以多用于輕度混合動力汽車上，是目前采用較多的動力耦合方式，如本田Insight混合動力汽車采用的就是磁場耦合方式。新能源汽車技術第19頁6.1.3混合動力汽車的新能源汽車技術

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頁6.1.3混合動力汽車的耦合類型

新能源汽車技術第20頁6.1.3混合動力汽車的新能源汽車技術

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頁6.1.3混合動力汽車的耦合類型

（3）鏈或帶耦合方式。鏈或帶耦合方式是把齒輪改為鏈條或皮帶，通過鏈條或皮帶將兩動力源輸出動力進行合成，這種耦合方式結構簡單，沖擊小，但耦合效率低。轉矩耦合方式的特點是發(fā)動機的轉矩可控，而發(fā)動機轉速不可控。通過控制電機轉矩的大小來調節(jié)發(fā)動機轉矩，使發(fā)動機工作在最佳油耗曲線附近。轉矩耦合方式結構簡單，傳動效率高，而且無需專門設計耦合機構，便于在原車基礎上改裝。新能源汽車技術第21頁6.1.3混合動力汽車的新能源汽車技術

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頁6.1.3混合動力汽車的耦合類型

新能源汽車技術第22頁6.1.3混合動力汽車的新能源汽車技術

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頁6.1.3混合動力汽車的耦合類型

新能源汽車技術第23頁6.1.3混合動力汽車的新能源汽車技術

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頁6.1.3混合動力汽車的耦合類型

新能源汽車技術第24頁6.1.3混合動力汽車的新能源汽車技術

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頁6.1.3混合動力汽車的耦合類型

3.功率耦合功率耦合方式的輸出轉矩與轉速分別是發(fā)動機與電機轉矩和轉速的線性和，因此發(fā)動機的轉矩和轉速都可控。在采用功率耦合方式的混合動力汽車中，發(fā)動機的轉矩和轉速都可以自由控制，而不受汽車工況的影響。因此，理論上可以通過調整電機的轉速和轉矩，使發(fā)動機始終處在最佳油耗點工作。但實際上，頻繁調整發(fā)動機工作點也可能會使經濟性有所下降，因此，通常的做法是將發(fā)動機的工作點限定在經濟區(qū)域內，緩慢調整發(fā)動機的工作點，使發(fā)動機工作相對穩(wěn)定，經濟性能提高。采用功率耦合方式的混合動力電動汽車理論上不需要離合器和變速器，而且可實現無級變速。與前兩種耦合系統相比，功率耦合方式無論是對發(fā)動機工作點的優(yōu)化，還是在整車變速方面，都更具優(yōu)越性。豐田普銳斯混合動力汽車采用的單/雙行星排混合動力系統、雷克薩斯RX400h混合動力汽車采用的雙行星排混合動力系統，都屬于功率耦合方式。新能源汽車技術第25頁6.1.3混合動力汽車的新能源汽車技術

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頁6.1.3混合動力汽車的耦合類型

新能源汽車技術第26頁6.1.3混合動力汽車的新能源汽車技術

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頁6.1.3混合動力汽車的耦合類型

4.牽引力耦合牽引力耦合方式是指發(fā)動機驅動前輪（后輪），電機驅動后輪（前輪），通過前后車輪驅動力將多個動力源輸出動力耦合在一起。這種耦合方式結構簡單，改裝方便，可實現單、雙模式驅動及制動再生等多種驅動方式，但整車的驅動控制更為復雜，適合于四輪驅動。新能源汽車技術第27頁6.1.3混合動力汽車的新能源汽車技術

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頁6.1.3混合動力汽車的耦合類型

新能源汽車技術第28頁6.1.3混合動力汽車的新能源汽車技術

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頁6.1.4混合動力汽車的特點混合動力汽車與內燃機汽車比較：（1）可使原動機在最佳的工況區(qū)域穩(wěn)定運行，避免或減少了發(fā)動機變工況下的不良運行，使得發(fā)動機的排污和油耗大為降低；（2）在人口密集的商業(yè)區(qū)、居民區(qū)等地可用純電動方式驅動車輛，實現零排放；（3）可通過電動機提供動力，因此可配備功率較小的發(fā)動機，并可通過電動機回收汽車減速和制動時的能量，進一步降低了汽車的能量消耗和排污。

新能源汽車技術第29頁6.1.4混合動力汽車的新能源汽車技術

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頁6.1.4混合動力汽車的特點新能源汽車技術第30頁6.1.4混合動力汽車的新能源汽車技術

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頁6.1.4混合動力汽車的特點新能源汽車技術第31頁6.1.4混合動力汽車的新能源汽車技術

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頁6.1.5混合動力汽車的關鍵技術

1．驅動電動機及其控制技術電動機是電動汽車的心臟，對于混合動力汽車來說，電動機的重要性與發(fā)動機是等同的?；旌蟿恿ζ噷︱寗与妱訖C的要求是能量密度高、體積小、重量輕、效率高。從發(fā)展趨勢來看，電驅動系統的研發(fā)主要集中在交流感應電動機和永磁同步電動機上，對于高速、勻速行駛工況，采用感應電動機驅動較為合適；而對于經常起動停止、低速運行的城市工況，永磁電動機驅動效率較高。新能源汽車技術第32頁6.1.5混合動力汽車的新能源汽車技術

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頁6.1.5混合動力汽車的關鍵技術2．動力電池及其管理系統動力電池是混合動力汽車的基本組成單元，其性能直接影響到驅動電動機的性能，從而影響整車的燃油經濟性和排放?；旌蟿恿ζ囉玫碾姵毓ぷ髫摵纱?，對功率密度要求較高。但體積和容量小，而且電池的SOC工作區(qū)間較窄，對循環(huán)壽命要求高。開發(fā)適合混合動力汽車的專用動力電池是確定于混合動力汽車能否大量推廣使用的重要因素之一。如何全面、準確地對動力電池進行管理，是決定動力電池能否發(fā)揮最佳效能的重要因素。新能源汽車技術第33頁6.1.5混合動力汽車的新能源汽車技術

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頁6.1.5混合動力汽車的關鍵技術3．整車能量管理控制系統混合動力汽車的整車能量控制系統的主要功能是進行整車功率控制和工作模式切換的控制。整車能量控制系統如同混合動力汽車的大腦，指揮各個子系統的協調工作，以達到效率、排放和動力性的最佳，同時兼顧行駛車輛的平順性。新能源汽車技術第34頁6.1.5混合動力汽車的新能源汽車技術

第35

頁6.1.5混合動力汽車的關鍵技術4．動力傳動系統匹配混合動力汽車動力傳動系統的參數匹配是混合動力汽車設計的一個重要內容，直接影響混合動力汽車將來的排放和燃油經濟性能，它包括合理的選擇和匹配發(fā)動機功率、動力電池容量和電動機的功率等，以確定車輛的混合度，組成性能最優(yōu)的混合驅動系統。新能源汽車技術第35頁6.1.5混合動力汽車的新能源汽車技術

第36

頁6.1.5混合動力汽車的關鍵技術5．能量再生制動回收系統能量再生制動回收是混合動力汽車提高燃油經濟性的又一重要途徑，由于制動關系到行車安全性，如何在最大限度回收制動時的車輛動能與保證安全的制動距離和車輛行駛穩(wěn)定性之間取得平衡，是再生制動系統需要解決的難題之一，再生制動系統與車輛防抱死制動系統的結合可以完美地解決這一難題。新能源汽車技術第36頁6.1.5混合動力汽車的新能源汽車技術

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頁6.1.5混合動力汽車的關鍵技術6．先進車輛控制技術在混合動力汽車上的應用傳統汽車的車輛動力學控制系統與混合動力系統控制以及制動能量回收控制的結合，將是混合動力汽車控制技術的下一個研究熱點。另外，隨著混合動力汽車研究的深入，傳統汽車的驅動控制系統、車輛穩(wěn)定性控制系統等如何與混合動力汽車的能量管理及動力系統控制相結合，將越來越顯示其重要性與必要性。新能源汽車技術第37頁6.1.5混合動力汽車的新能源汽車技術

第38

頁6.2混合動力汽車動力系統設計

在混合動力汽車中，動力源部件的協調工作對整車的性能影響很大，尤其對混聯式混合動力汽車，由于動力分配裝置的存在，對動力源部件的匹配及合理控制要求更高?；旌蟿恿ζ嚝@得高的燃油經濟性主要通過以下原則來實現：(1)將較小型發(fā)動機安裝在汽車上并使發(fā)動機在較高負荷下工作(獲取較高的效率)；(2)將制動時產生的能量轉化為電能用于汽車加速或為其提供動力；(3)采用高效率的電動機將汽車從靜止狀態(tài)起動起來等。下面以某汽車為例，保持原車的外形參數不變，只對其動力系統進行重新設計，動力系統采用混聯式結構。新能源汽車技術第38頁6.2混合動力汽車動力系新能源汽車技術

第39

頁6.2.1發(fā)動機

發(fā)動機功率的選擇對混聯式混合動力傳動系的設計至關重要。發(fā)動機功率偏大，車輛燃油經濟性和排放性能就差；發(fā)動機功率偏小，后備功率就小，電動機只有提供更多的驅動功率，才能滿足一定的車輛行駛性能要求，這勢必引起電動機和電池組容量取值的增大和車輛成本的增加。另外，電池組數目增多，在車輛上布置困難，車重增加，僅依靠發(fā)動機的富裕功率難以維持電池組的額定電量，限制了車輛的續(xù)駛里程。汽車行駛時功率平衡方程式為新能源汽車技術第39頁6.2.1發(fā)動機發(fā)動機新能源汽車技術

第40

頁6.2.1發(fā)動機

汽車在勻速行駛時各種坡度下行駛車速與所需功率的關系曲線，如圖所示。設計發(fā)動機的最大功率為55kW，最高轉速為6000r/min。新能源汽車技術第40頁6.2.1發(fā)動機汽車在新能源汽車技術

第41

頁6.2.2電動機

電動機在混聯式混合動力汽車上起著很重要的作用，它既可以作啟動電動機使用，又可以起到串聯和并聯結構中電動機的作用，還可以在制動時作為發(fā)電動機回收制動能量。因此，在混聯式混合動力汽車上對以電動和發(fā)電模式工作的電動機有更高的要求：恒轉矩、恒功率(弱磁控制)工作，高效率的大功率輸出，接近雙倍功率的過載量?；旌蟿恿ζ嚿鲜褂玫碾妱訖C有直流電動機、永磁無刷電動機、感應電動機和開關磁阻電動機等。研究開發(fā)體積小、重量輕、工作可靠以及動態(tài)響應好的電動機，對混合動力汽車進一步提高動力性和經濟性極為重要。新能源汽車技術第41頁6.2.2電動機電動機新能源汽車技術

第42

頁6.2.2電動機1．逆變器/電動機控制策略新能源汽車技術第42頁6.2.2電動機1．逆變新能源汽車技術

第43

頁6.2.2電動機電動機的轉矩—速度曲線給出了牽引驅動期望的寬調速范圍輪廓，它具有三個特征工作區(qū)：恒轉矩、恒功率和有限轉差。恒轉矩區(qū)是從零轉速到基速。在這個區(qū)域里，逆變器在脈寬調制模式下工作為電動機提供變化的頻率和變化的電壓。為恒功率區(qū)的范圍從基速到最大速度。在這個區(qū)域里，逆變器給電動機提供可變頻率，而交流電壓保持不變。

新能源汽車技術第43頁6.2.2電動機電動機的新能源汽車技術

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頁6.2.2電動機2．電動機功率設計通常，適用于電動車輛使用的電動機外特性為：在額定轉速以下，電動機以恒轉矩模式工作，在額定轉速以上，以恒功率模式工作。相應參數選取包括：電動機額定功率、電動機額定轉速與電動機最高轉速。依據控制策略，電動機起動功率應滿足汽車的最大爬坡度和加速時間要求?？稍O汽車在混合驅動工況時以最大速比原地起步加速或爬坡，油門全開，當發(fā)動機轉速達到最高功率對應的轉速時，控制發(fā)動機保持在該點工作，并控制電動機保持在該轉速下工作，調整發(fā)電動機轉速及速比來增大車速。新能源汽車技術第44頁6.2.2電動機2．電動新能源汽車技術

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頁6.2.2電動機由最大爬坡度要求得由原地起步加速時間要求得新能源汽車技術第45頁6.2.2電動機由最大爬新能源汽車技術

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頁6.2.2電動機使用MATLAB中的函數fzero求解，得到滿足加速時間或最大爬坡度要求的最小電動機啟動功率，取兩者之中較大值作為電動機啟動功率。數值整數化后為40kW。電動機的最高轉速對傳動系的尺寸、電動機的額定轉矩都有影響?？紤]到上面因素的影響，選取電動機最高轉速為9000r/min，擴大恒功率區(qū)系數4.5。對仿真結果分析可知當發(fā)動機、電動機與蓄電池功率不變，并且整車總質量不變時，改變發(fā)電動機的功率值對整車的動力性與經濟性影響非常微小，因此本車采用小型輕量高效的交流永磁同步電動機。功率為15kW，質量為33kg。

新能源汽車技術第46頁6.2.2電動機使用MA新能源汽車技術

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頁6.2.3儲能裝置目前，電化學蓄電池仍是多源混合驅動的一個基本組成元素，無論是在串聯、并聯還是在混聯的混合傳動結構中，電化學蓄電池都被用做輔助能源。大多數混合電動車輛在再生制動時就像通常的電動車一樣：牽引電動機工作于發(fā)電模式，汽車的動能通過牽引電動機傳遞給電池?；旌蟿恿ζ囉秒姵夭粌H需要高能量密度，而且還需要高功率密度。研究與開發(fā)高性能、低成本、壽命長的電池，仍然是發(fā)展混合動力汽車的關鍵問題之一。

新能源汽車技術第47頁6.2.3儲能裝置目前新能源汽車技術

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頁6.2.3儲能裝置1.蓄電池通用模型

放電時：充電時：新能源汽車技術第48頁6.2.3儲能裝置1.新能源汽車技術

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頁6.2.3儲能裝置蓄電池放電：

新能源汽車技術第49頁6.2.3儲能裝置蓄電新能源汽車技術

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頁6.2.3儲能裝置新能源汽車技術第50頁6.2.3儲能裝置新能源汽車技術

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頁6.2.3儲能裝置

蓄電池充電：新能源汽車技術第51頁6.2.3儲能裝置蓄電新能源汽車技術

第52

頁6.2.3儲能裝置蓄電池不工作時：

新能源汽車技術第52頁6.2.3儲能裝置蓄電新能源汽車技術

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頁6.2.3儲能裝置2．蓄電池功率設計

具體的汽車行駛功率的變化與蓄電池的瞬時負載電流、電壓和內阻的變化，特別是與蓄電池中得出能量變化密切相關。內阻為

電動勢為新能源汽車技術第53頁6.2.3儲能裝置2．新能源汽車技術

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頁6.2.3儲能裝置3．蓄電池仿真模型（1）蓄電池開路電壓和內阻計算模塊；（2）功率限制模塊；（3）蓄電池負載電流計算模塊；（4）SOC計算模塊；（5）蓄電池散熱模型；（6）蓄電池總成模型。新能源汽車技術第54頁6.2.3儲能裝置3．新能源汽車技術

第55

頁蓄電池總成模型

新能源汽車技術第55頁蓄電池總成模型新能源汽車技術

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頁6.2.4動力分配裝置

動力分配裝置圖

通過對行星機構的變速比和受力分析可以得到如下方程：新能源汽車技術第56頁6.2.4動力分配裝置新能源汽車技術

第57

頁6.2.4動力分配裝置

驅動力：

混聯式混合動力系統的行星齒輪機構可以充分滿足車輛用任何一種獨立驅動模式或任何一種混合驅動模式，平穩(wěn)有序的運轉來帶動車輛行駛，不會發(fā)生任何的運動干擾。用多能源動力總成控制模塊，隨機的轉換車輛的驅動模式，使發(fā)動機和驅動電動機始終保持最佳效率狀態(tài)。

新能源汽車技術第57頁6.2.4動力分配裝置新能源汽車技術

第58

頁6.2.5整車仿真模型

新能源汽車技術第58頁6.2.5整車仿真模型新能源汽車技術

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頁6.2.6控制策略

混聯式混合動力汽車有以下幾種控制方法：恒工作點控制方法，由于發(fā)動機的轉速可以通過調節(jié)發(fā)電動機的轉速來調整，發(fā)動機的轉矩和轉速都可以不受制于汽車復雜的工況，驅動系統的控制策略與串聯式HEV相似；總功率損失最小化原則，功率的分配可以根據總功率損失最小來定義，包括所有零部件的總效率損失；維持電池的SOC值，在這種方法中，當車輛需要較大的加速時，發(fā)動機和電動機同時驅動車輪?；炻撌交旌蟿恿ο到y是通過行星齒輪裝置結構實現了控制方法的可操作性。此處采用了以設定車速和電池荷電狀態(tài)SOC為控制信號的控制方法。通過動力分配裝置的執(zhí)行，靈活的選用最優(yōu)的能量流動途徑，其工作模式及能量流動如圖所示：

新能源汽車技術第59頁6.2.6控制策略混聯新能源汽車技術

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頁6.2.6控制策略新能源汽車技術第60頁6.2.6控制策略新能源汽車技術

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頁6.2.6控制策略

圖中字母所代表的能量流動方向如下：A：電池組——電動機——車輪；B：發(fā)動機——車輪；C：發(fā)動機——發(fā)電動機——電動機——車輪；D：發(fā)動機——發(fā)電動機——電池組；E：車輪——電動機——電池組。新能源汽車技術第61頁6.2.6控制策略圖新能源汽車技術

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頁6.2.6控制策略車輛起動或輕載工況：此時，由于發(fā)動機不能有效地工作，所以關閉發(fā)動機，而由電動機單獨驅動車輛；車輛正常行駛工況：此時，發(fā)動機輸出功率的一部分用于直接驅動車輛，剩余部分經發(fā)電動機轉化為電能后向電動機供電（B）、（C）；全節(jié)氣門開度加速工況：此時，由電動機和發(fā)電動機共同驅動功率（A）、（B）、（C）；減速/制動工況：此時，電動機以發(fā)電模式工作，實現再生制動（D）；電池組充電工況：當車載電池組電量偏低時，即使已經停車，發(fā)動機也應繼續(xù)工作并對電池組進行補充充電（E）。

新能源汽車技術第62頁6.2.6控制策略車輛起新能源汽車技術

第63

頁6.2.7仿真實例

在汽車這樣一個非常復雜的非線性動態(tài)系統中，單純的建立數學模型來對設計變量進行優(yōu)化是很不現實的，很多所謂的優(yōu)化匹配都是使用動力性指標作為約束簡單計算得來的，得到的數據只是建立在理論分析基礎上的，并沒有達到真正意義上的優(yōu)化。可以使用仿真軟件ADVISOR與數值計算的結合進行優(yōu)化，效果顯然高于簡單的計算選取。在前面合理設計的數據基礎上會使所需測試的數據大大減小，加快優(yōu)化速度。

新能源汽車技術第63頁6.2.7仿真實例在汽新能源汽車技術

第64

頁6.2.7仿真實例

只有三大動力元件功率變化的情況下，對于整車的動力性和燃油經濟性有如下的函數關系：

0~100km加速時間：最大爬坡度：燃油消耗量：

HC排放量：

CO排放量：

NOx排放量：

為發(fā)動機功率；為電動機功率；為電池組功率。

新能源汽車技術第64頁6.2.7仿真實例新能源汽車技術

第65

頁6.2.7仿真實例通過以上函數，對各種性能的重要性進行加權值分析，使用MATLAB中的MIN函數容易得到插值數據中的最小值，同時找出對應于最小值的設計變量值作為最終的設計結果。得到動力源優(yōu)化分配的結果之后，再次使用仿真軟件對整車的性能進行仿真分析，在UDDS循環(huán)工況下分別對使用傳統設計方法和優(yōu)化設計方法得到的整車性能進行仿真分析。

新能源汽車技術第65頁6.2.7仿真實例通過以新能源汽車技術

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6.2.7仿真實例新能源汽車技術第66頁6.2.7仿真實例新能源汽車技術

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頁6.2.7仿真實例（1）在沒有降低原車動力性的條件下，經改裝的混聯式混合動力汽車燃油經濟性與排放性能都有明顯的改善，達到節(jié)能和環(huán)保的目的。（2）采用傳統設計方法改裝的車在動力性上稍好于采用優(yōu)化方法改裝的車，但在經濟性上后者要遠遠好于前者，在車的動力性沒有降低的情況下，盲目的提高動力性是沒有必要的，這就說明了傳統的設計方法得到的結果并不是最優(yōu)解，優(yōu)化出來的設計值才能使整車的綜合性能達到最佳。

新能源汽車技術第67頁6.2.7仿真實例（1）新能源汽車技術

第68

頁6.3混合動力汽車制動能量回收系統

制動能量回收系統又叫再生制動系統，是指汽車在制動或下坡時將儲存于車身上的勢能和動能，通過電動機轉化為電能，并儲存于儲能裝置中的過程。再生制動系統的結構與原理如圖所示，由驅動輪、主減速器、變速器、電動機、AC/DC轉換器、DC/DC轉換器、能量儲存系統以及控制器組成。新能源汽車技術第68頁6.3混合動力汽車制動能新能源汽車技術

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頁6.3.1混合動力汽車制動力分配控制策略

混合動力汽車制動力由前、后輪制動器提供的制動力和電動機提供的再生制動力三部分組成，其中再生制動力只作用在驅動輪上。三種控制策略：（1）前、后輪制動力理想分配時的控制策略；（2）前、后輪制動力比例分配時的控制策略；（3）最優(yōu)能量回收控制策略。新能源汽車技術第69頁6.3.1混合動力汽車制新能源汽車技術

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頁6.3.1混合動力汽車制動力分配控制策略

1.前、后輪制動力理想分配時的控制策略汽車制動時，如果前、后輪制動力理想分配，則前、后輪同時抱死，對附著條件的利用、制動時汽車的方向穩(wěn)定性均有利。新能源汽車技術第70頁6.3.1混合動力汽車制新能源汽車技術

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頁6.3.1混合動力汽車制動力分配控制策略前、后輪制動力理想分配時的控制策略如圖所示。新能源汽車技術第71頁6.3.1混合動力汽車制新能源汽車技術

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頁6.3.1混合動力汽車制動力分配控制策略圖中橫軸為前軸上的總制動力，縱軸為后軸上的總制動力。當減速度要求較小時，僅再生制動系統工作。當制動減速度增大時，前后軸制動力將被控制在理想制動力分配曲線上。其中前軸制動力等于再生制動力和機械制動力總和。當控制系統得到駕駛員的減速度要求時，將根據制動電動機的特性和車載能量存儲系統的SOC值來決定驅動軸制動力由再生制動系統單獨提供，還是由機械制動系統和再生制動系統共同提供。新能源汽車技術第72頁6.3.1混合動力汽車制新能源汽車技術

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頁6.3.1混合動力汽車制動力分配控制策略2.前、后輪制動力比例分配時的控制策略并行制動是指再生制動與機械制動以固定的關系分享驅動輪制動力。也就是說，驅動輪制動力等于再生制動力與機械制動力總和。并行制動的控制策略如圖所示。新能源汽車技術第73頁6.3.1混合動力汽車制新能源汽車技術

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6.3.1混合動力汽車制動力分配控制策略3.最優(yōu)能量回收控制策略最優(yōu)能量回收控制策略是指，當總制動力需求小于此時能提供的最大再生制動力時，僅由再生制動力起作用；當總制動力大于此時能提供的最大再生制動力時，總制動力減去最大再生制動力是應該提供的機械制動力，剩余的需提供的機械制動力將分配為前輪機械制動力和后輪機械制動力。前、后輪機械制動力的分配按照盡量使總的前、后輪制動力分配接近理想制動力曲線。新能源汽車技術第74頁6.3.1混合動力汽車新能源汽車技術

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頁6.3.1混合動力汽車制動力分配控制策略新能源汽車技術第75頁6.3.1混合動力汽車制新能源汽車技術

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頁6.3.1混合動力汽車制動力分配控制策略最優(yōu)能量回收控制策略存在以下幾種情況：（1）如果現有的最大再生制動力在AB線段在橫坐標的投影范圍內，例如圖中點C在橫坐標的投影，那么作用在前軸上的制動力應該由電動機單獨提供，制動力控制器應該將后輪制動力控制在點C所對應的點上。（2）如果現有的再生制動力在A點橫坐標左邊，再生制動力應該控制在電動機的最大制動力處，并且制動力控制器應該控制前、后輪摩擦制動力達到圖中D點。（3）在需要制動力很小的情況下，再生制動力自己可以滿足要求，則只用再生制動力。新能源汽車技術第76頁6.3.1混合動力汽車制新能源汽車技術

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頁6.3.2混合動力汽車制動力分配控制策略的實現

下面以并聯式混合動力汽車為例，介紹如何實現制動力分配控制策略。ADVISOR軟件設計了車輛（Vehicle）、發(fā)動機（FuelConverter，燃料轉換器），蓄電池系統（EnergyStorageSystem，能源儲存系統）和電動機系統（Motor）等多個部件的仿真模型，并聯式混合動力汽車的仿真模型，每個仿真模型都有各自的部件數據文件，它們位于\ADVISOR2002\data目錄下的各自子目錄中。新能源汽車技術第77頁6.3.2混合動力汽車制新能源汽車技術

第78

頁6.3.2混合動力汽車制動力分配控制策略的實現并聯式混合動力汽車仿真模型

新能源汽車技術第78頁6.3.2混合動力汽車制新能源汽車技術

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頁6.3.2混合動力汽車制動力分配控制策略的實現1.ADVISOR中的制動力分配模型

ADVISOR是集后向仿真與前向仿真于一體的軟件。后向仿真程序通常不能包括駕駛員行為模型，并且只能通過迭代預測最大極限性能。前向仿真包括了駕駛員模型，可以試圖調整喉管和制動命令來跟蹤預定的行駛工況。前向仿真程序擅長最大極限性能的計算，但是計算速度通常較慢。

新能源汽車技術第79頁6.3.2混合動力汽車制新能源汽車技術

第80

頁6.3.2混合動力汽車制動力分配控制策略的實現

2.理想制動力分配策略實現理想制動力分配時前輪和后輪的總制動力按照I曲線分配，而驅動輪上的摩擦制動力和再生制動力分配是按照這樣一個原則：當驅動輪上總的制動力小于等于此時能夠提供的再生制動力時，只有再生制動力起作用；當驅動輪上總的制動力大于此時能夠提供的再生制動力時，再生制動力工作在最大值，其它制動力由摩擦制動力補充。

新能源汽車技術第80頁6.3.2混合動力汽車制新能源汽車技術

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頁6.3.2混合動力汽車制動力分配控制策略的實現新能源汽車技術第81頁6.3.2混合動力汽車制新能源汽車技術

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頁6.3.2混合動力汽車制動力分配控制策略的實現3.并行制動力分配策略實現新能源汽車技術第82頁6.3.2混合動力汽車制新能源汽車技術

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頁6.3.2混合動力汽車制動力分配控制策略的實現4.最優(yōu)制動力分配策略實現

新能源汽車技術第83頁6.3.2混合動力汽車制新能源汽車技術

第84

頁6.4混合動力汽車的能量管理

作為一種新型的多能量源交通工具，混合動力汽車的性能與其采用的能量管理策略密切相關，能量管理策略是傳統燃油汽車與純電動汽車完美結合的紐帶，是混合動力汽車成敗的最終決定性因素。能量管理策略的控制目標是根據駕駛員的操作，如加速踏板、制動踏板等，判斷駕駛員的意圖，在滿足車輛動力性能的前提下，最優(yōu)的分配電動機、發(fā)動機、動力電池等部件的功率輸出，實現能量的最優(yōu)分配，提高車輛的燃油經濟性和排放性能。由于混合動力汽車中電池不需要外部充電，能量管理策略還應考慮動力電池的荷電狀態(tài)平衡，以延長電池壽命，降低車輛維護成本。新能源汽車技術第84頁6.4混合動力汽車的能量新能源汽車技術

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頁6.4.1混合動力汽車的能量管理策略

1.串聯式混合動力汽車的能量管理策略由于串聯式混合動力汽車的發(fā)動機與汽車行駛工況沒有直接聯系，因此能量管理策略的主要目標是使發(fā)動機在最佳效率區(qū)和排放區(qū)工作。為了優(yōu)化能量分配整體效率，還應考慮傳動系統的動力電池、發(fā)動機、電動機和發(fā)電動機等部件。三種基本的能量管理策略：（1）恒溫器策略（2）功率跟蹤式策略（3）基本規(guī)則型策略新能源汽車技術第85頁6.4.1混合動力汽車的新能源汽車技術

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頁6.4.1混合動力汽車的能量管理策略

(1)恒溫器策略當動力電池SOC低于設定的低門限值時，啟動發(fā)動機，在最低油耗或排放點按恒功率模式輸出，一部分功率用于滿足車輪驅動功率要求，另一部分功率給動力電池充電。而當動力電池組SOC上升到所設定的高門限值時，發(fā)動機關閉，由電動機驅動車輛。其優(yōu)點是發(fā)動機效率高、排放低，缺點是動力電池充放電頻繁，加上發(fā)動機開關時的動態(tài)損耗，使得系統總體的損失功率變大，能量轉換效率較低。新能源汽車技術第86頁6.4.1混合動力汽車的新能源汽車技術

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頁6.4.1混合動力汽車的能量管理策略

(2)功率跟蹤式策略由發(fā)動機全程跟蹤車輛功率需求，只有在動力電池的SOC大于SOC設定上限時，且僅由動力電池提供的功率能滿足車輛需求時，發(fā)動機才停機或怠速運行。由于動力電池容量小，動力電池充放電次數減少而使得系統內部損失減少。但是發(fā)動機必須在從低到高的較大負荷區(qū)內運行，使得發(fā)動機效率和排放不如恒溫器策略。新能源汽車技術第87頁6.4.1混合動力汽車的新能源汽車技術

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頁6.4.1混合動力汽車的能量管理策略

(3)基本規(guī)則型策略該策略綜合了恒溫器策略與功率跟蹤式策略兩者的優(yōu)點，根據發(fā)動機負荷特性圖設定了高效率工作區(qū)，根據動力電池的充放電特性設定了動力電池高效率的荷電狀態(tài)范圍。并設定一組控制規(guī)則，根據需求功率和SOC進行控制，以充分利用發(fā)動機和動力電池的高效率區(qū)，使其達到整體效率最高。新能源汽車技術第88頁6.4.1混合動力汽車的新能源汽車技術

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頁6.4.1混合動力汽車的能量管理策略2.并聯式混合動力汽車的能量管理策略并聯式混合動力汽車的能量管理策略基本屬于基于轉矩的控制。目前主要有以下四類：（1）靜態(tài)邏輯門限策略實現簡單，實際應用廣泛。但由于主要依靠工程經驗設置門限參數，靜態(tài)邏輯門限策略無法保證車輛燃油經濟性最優(yōu)，而且這些靜態(tài)參數不能適應工況的動態(tài)變化，無法使整車系統達到最大效率。新能源汽車技術第89頁6.4.1混合動力汽車的新能源汽車技術

第90

頁6.4.1混合動力汽車的能量管理策略（2）瞬時優(yōu)化能量管理策略瞬時優(yōu)化策略一般是采用“等效燃油消耗最少”法或“功率損失最小”法，等效燃油消耗最小方法在每一步長內是最優(yōu)的，但無法保證在整個運行區(qū)間內最優(yōu)，而且需要大量的浮點運算和比較精確的車輛模型，計算量大，實現困難。（3）全局最優(yōu)能量管理策略全局優(yōu)化模式實現了真正意義上的最優(yōu)化，但實現這種策略的算法往往都比較復雜，計算量也很大，在實際車輛的實時控制中很難得到應用。

新能源汽車技術第90頁6.4.1混合動力汽車的新能源汽車技術

第91

頁6.4.1混合動力汽車的能量管理策略（4）模糊能量管理策略該策略基于模糊控制方法來決策混合動力系統的工作模式和功率分配，將“專家”的知識以規(guī)則的形式輸入模糊控制器中，模糊控制器將車速、電池SOC、需求功率/轉矩等輸入量模糊化，基于設定的控制規(guī)則來完成決策，以實現對混合動力系統的合理控制，從而提高車輛整體性能。基于模糊邏輯的策略可以表達難以精確定量表達的規(guī)則；可以方便地實現不同影響因素(功率需求、SOC、電動機效率等)的折中；魯棒性好。但是模糊控制器的建立主要依靠經驗，無法獲得全局最優(yōu)。新能源汽車技術第91頁6.4.1混合動力汽車的新能源汽車技術

第92

頁6.4.1混合動力汽車的能量管理策略3.混聯式混合動力汽車的能量管理策略混聯式混合動力汽車由于其特有的傳動系統結構，如采用行星齒輪傳動，除了采用瞬時優(yōu)化能量管理策略、全局優(yōu)化能量管理策略和模糊能量管理策略（與并聯式混合動力汽車能量管理策略原理類似)以外，還有一些特有的能量管理策略。

新能源汽車技術第92頁6.4.1混合動力汽車的新能源汽車技術

第93

頁6.4.1混合動力汽車的能量管理策略（1）發(fā)動機恒定工作點策略由于采用了行星齒輪機構，發(fā)動機轉速可以獨立于車速變化，這樣使發(fā)動機工作在最優(yōu)工作點，提供恒定的轉矩輸出，而剩余的轉矩則由電動機提供。這樣電動機來負責動態(tài)部分，避免了發(fā)動機動態(tài)調節(jié)帶來的損失，而且與發(fā)動機相比，電動機的控制也更為靈敏，易于實現。（2）發(fā)動機最優(yōu)工作曲線策略發(fā)動機工作在萬有特性圖中最佳油耗線上，只有當發(fā)電動機電流需求超出電池的接受能力或者當電動機驅動電流需求超出電動機或電池的允許限制時，才調整發(fā)動機的工作點。新能源汽車技術第93頁6.4.1混合動力汽車的新能源汽車技術

第94

頁6.4.2混合動力汽車的工作模式

混合動力汽車的實際運行工況十分復雜，主要包括起步、加速、減速、巡航、上坡、下坡、制動、停車、倒車等?；旌蟿恿ζ囀怯蓛煞N動力源驅動，由于發(fā)動機和電動機兩套動力系統分別具有不同的高效工作區(qū)，為了充分發(fā)揮混合動力系統的優(yōu)勢，汽車在不同的運行工況下，應具有多種不同的工作模式，以充分提高車輛整體性能。新能源汽車技術第94頁6.4.2混合動力汽車的新能源汽車技術

第95

頁6.4.2混合動力汽車的工作模式

1.串聯式混合動力汽車的工作模式

：（1）純電動模式——發(fā)動機關閉，車輛僅由蓄電池組供電、驅動。（2）純發(fā)動機模式——車輛牽引功率僅來源發(fā)動機-發(fā)電動機組，而蓄電池組既不供電也不從驅動系統中吸收任何功率，電設備組用作從發(fā)動機到驅動輪的電傳動系。（3）混合模式——牽引功率由發(fā)動機-發(fā)電動機組和蓄電池組共同提供。（4）發(fā)動機牽引和蓄電池充電模式——發(fā)動機-發(fā)電動機組供給向蓄電池組充電和驅動車輛所需的功率。新能源汽車技術第95頁6.4.2混合動力汽車的新能源汽車技術

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頁6.4.2混合動力汽車的工作模式（5）再生制動模式——發(fā)動機-發(fā)電動機組關閉，牽引電動機產生的電功率用于向蓄電池組充電。（6）蓄電池組充電模式——牽引電動機不接受功率，發(fā)動機-發(fā)電動機組向蓄電池組充電。（7）混合式蓄電池充電模式——發(fā)動機-發(fā)電動機組和運行在發(fā)電動機狀態(tài)下的牽引電動機共同向蓄電池組充電。新能源汽車技術第96頁6.4.2混合動力汽車的新能源汽車技術

第97

頁6.4.2混合動力汽車的工作模式2.并聯式混合動力汽車的工作模式（1）純電動模式——汽車處于起步、低速等輕載工況且動力電池的電量充足時，由動力電池提供能量并以電動機驅動車輛。（2）純發(fā)動機模式——車輛高速行駛等中等負荷時，主要由發(fā)動機提供動力。（3）混合驅動模式——

在加速或爬坡等大負荷情況下，當車輛行駛所需的動力超過發(fā)動機工作范圍或高效區(qū)時，由電動機提供輔助動力同發(fā)動機一同驅動車輛。若此時動力電池的剩余電量較低，則轉換到純發(fā)動機模式。

新能源汽車技術第97頁6.4.2混合動力汽車的新能源汽車技術

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頁6.4.2混合動力汽車的工作模式（4）行車充電模式——在車輛正常行駛等中低負荷時，若動力電池的剩余電量較低，發(fā)動機除了要提供驅動車輛所需的動力外，還要提供額外的功率通過電動機發(fā)電以轉換成電能給動力電池充電。

（5）再生制動模式——當混合動力汽車減速/制動時，發(fā)動機不工作，電動機盡可能多地回收再生制動能量，剩余部分由機械制動器消耗。（6）怠速/停車模式——在怠速/停車模式中，通常關閉發(fā)動機和電動機，但當動力電池剩余電量較低時，需要開啟發(fā)動機和電動機，控制發(fā)動機工作于高效區(qū)并拖動電動機為動力電池充電。

新能源汽車技術第98頁6.4.2混合動力汽車的新能源汽車技術

第99

頁6.4.3混合動力汽車模糊邏輯能量管理策略

以并聯混合動力汽車為例。并聯混合動力汽車的能量管理系統普遍采用分級分布式結構。最上層為能量管理系統的決策單元，統一協調和控制各個低端控制器；中間一層包括多個低端控制器；最下層為各個執(zhí)行器。能量管理系統的決策單元接受駕駛員輸人的指令、各個執(zhí)行器的信息和環(huán)境信息，協調各子系統的工作。新能源汽車技術第99頁6.4.3混合動力汽車模新能源汽車技術

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頁6.4.3混合動力汽車模糊邏輯能量管理策略

1．并聯混合動力汽車的能量管理策略對同一種并聯形式的混合動力汽車來說，采用不同的管理策略可以得到不同的燃油消耗、排放和電池的SOC狀態(tài)值。在設計混合動力汽車的時候，主要目的是在保證汽車性能的條件下降低汽車的燃油消耗和排放，同時，還要兼顧電池的壽命問題，基于這些目標，根據不同的側重點，可以制定不同的能量管理策略。并聯混合動力系統的整車能量管理主要解決系統運行模式的切換和混合模式下功率的分配。新能源汽車技術第100頁6.4.3混合動力汽車新能源汽車技術

第101

頁6.4.3混合動力汽車模糊邏輯能量管理策略并聯混合動力系統有多種運行(能量流動)模式。根據不同的工況要求，以優(yōu)化各部件工作點為目的，可以在這些運行模式中進行切換，主要有巡航模式、加速模式、減速模式、起步模式和駐車模式等，以適應不同的工況。功率分配是系統能量管理策略研究的關鍵。通常功率分配都被看作是一個以減小油耗和改善排放為目標的優(yōu)化問題。功率分配決定了混合動力系統中發(fā)動機的工作區(qū)域。根據優(yōu)化程度(或者說發(fā)動機工作點選擇方式)的不同，采用的功率分配策略也不同。大體上可以分為：恒定工作點策略、優(yōu)化工作區(qū)策略、ICE優(yōu)化曲線策略、瞬時優(yōu)化策略和全局優(yōu)化策略、智能優(yōu)化策略等。

新能源汽車技術第101頁6.4.3混合動力汽車新能源汽車技術

第102

頁6.4.3混合動力汽車模糊邏輯能量管理策略結合模式切換和功率分配，并聯混合動力汽車各運行模式下的能量管理策略如下：（1）起步——由于電動機具有低速大轉矩的特性，所以混合動力汽車的起步由電動機單獨來完成。（2）低速或城市工況——SOC值較高或為中時動力由電動機單獨提供，SOC值較低時汽車所需動力由發(fā)動機來提供。（3）加速——主要考慮以下三種方式：新能源汽車技術第102頁6.4.3混合動力汽車新能源汽車技術

第103

頁6.4.3混合動力汽車模糊邏輯能量管理策略1）當SOC狀態(tài)比較高時，若汽車此時是弱加速，電動機只提供部分功率來輔助發(fā)動機驅動汽車，若此時汽車是急加速，電動機則提供最大功率來輔助發(fā)動機。2）當SOC狀態(tài)為中的時候，無論汽車是弱加速還是急加速，發(fā)動機工作，而電動機驅動，提供部分功率輔助汽車的加速。3）當SOC比較低的時候，電動機空轉，發(fā)動機的節(jié)氣門全開。

新能源汽車技術第103頁6.4.3混合動力汽車新能源汽車技術

第104

頁6.4.3混合動力汽車模糊邏輯能量管理策略（4）巡航——發(fā)動機以恒定的速度行駛時，由于汽車克服路面阻力保持恒定速度行駛時的轉矩是很小的，所以，發(fā)動機主要提供平均功率而不是峰值功率。（5）減速——在這種模式下，會有部分制動能量回收，通常有松開加速踏板和踩下制動踏板兩種模式。在第一種模式下，發(fā)動機關閉，電動機提供部分負轉矩來給蓄電池充電；在第二種模式下，若SOC值為小或為中時，電動機提供最大的負轉矩來給蓄電池充電，發(fā)動機關閉，如果蓄電池的剩余電量多，則電動機空轉，發(fā)動機關閉。（6）駐車——當系統處于駐車模式時，此時汽車是不需要能量的，因此電動機空轉，發(fā)動機關閉。若此時電池SOC狀態(tài)比較低，發(fā)動機開機驅動電動機給蓄電池充電。新能源汽車技術第104頁6.4.3混合動力汽車新能源汽車技術

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6.4.3混合動力汽車模糊邏輯能量管理策略2.并聯混合動力汽車模糊邏輯能量管理策略由于汽車的各種不同工況下的能量需求，以及電池的不同SOC狀態(tài)，很難精確的論定，混和動力電動汽車能量管理系統是個復雜的非線性的系統，而模糊控制是基于模糊推理，模仿人的思維方式，對難以建立精確數學模型的對象實施的一種控制。它是模糊數學同控制理論相結合的產物。為了改善控制的性能，提高PHEV對各種工況的適應能力，通過對混合動力系統能量管理策略研究，將模糊控制這種智能控制技術引入到整車能量管理控制系統中來。新能源汽車技術第105頁6.4.3混合動力汽新能源汽車技術

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6.4.3混合動力汽車模糊邏輯能量管理策略模糊邏輯能量管理策略的實現基于這樣一個事實：蓄電池與電動機工作所需的電能源于發(fā)動機的熱能，在利用電驅動時，由于經過能量轉換，導致能量損失一般大于發(fā)動機直接驅動的情況。但是，在某些工況，電驅動的能量損失也可能小于發(fā)動機直接驅動的損失。比如，當汽車在低負荷行駛時，若由發(fā)動機直接驅動，其運行效率較低，總的能量利用效率即為運行效率；若由電驅動，總的能量利用效率，要考慮電動機的機械效率，蓄電池的庫侖效率以及蓄電池充電時發(fā)動機的運行效率。顯然，若把蓄電池充電控制在發(fā)動機運行效率較高時進行，則蓄電池充電時發(fā)動機的運行效率大于發(fā)動機直接驅動時的運行效率，從而使由電驅動時總的能量利用效率大于發(fā)動機直接驅動時總的能量利用效率，即在某些工況，利用電驅動是有利的。模糊邏輯能量管理策略通過綜合考慮發(fā)動機、蓄電池和電動機的工作效率，可以實現混合驅動系統的整體效率最高。新能源汽車技術第106頁6.4.3混合動力汽新能源汽車技術

第107

頁6.4.3混合動力汽車模糊邏輯能量管理策略

3.并聯混合動力汽車模糊邏輯能量管理控制目標及原則

1）控制目標——實現最佳燃油效率并兼顧排放和電池SOC。

新能源汽車技術第107頁6.4.3混合動力汽車新能源汽車技術

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頁6.4.3混合動力汽車模糊邏輯能量管理策略(2)控制的主要原則(1)為延長電池的使用壽命和提高電池的充放電效率，電池的SOC在循環(huán)工況的起始和結束時，應基本保持不變。(2)為提高整車系統效率，發(fā)動機應盡可能在高效率區(qū)工作，因此，在電池SOC允許情況下，對于起步或城市道路低、中速運行模式，盡可能用電動機起步或驅動。(3)在混合動力驅動系統中，控制系統將以發(fā)動機為主能源，電動機為輔助能源。(4)在保證制動安全的前提下，回收制動能量。新能源汽車技術第108頁6.4.3混合動力汽車新能源汽車技術

第109

頁6.4.3混合動力汽車模糊邏輯能量管理策略

4.并聯混合動力汽車模糊推理系統結構

MATLAB模糊邏輯工具箱提供了模糊邏輯控制器和系統設計的全部環(huán)節(jié)，并提供了GUI（圖形用戶界面）的形式，極大的方便了用戶，不用在繁瑣的計算