并联式插电混合动力汽车(PHEV)是一种结合了内燃机和电动机的车辆,它能够通过电力和燃油两种方式驱动。在研究这种技术时,控制策略是核心部分,因为它决定了汽车如何高效地运行,降低油耗,减少排放,并提供良好的驾驶性能。以下是对并联式插电混合动力汽车控制策略的详细解析:
一、系统结构
并联式PHEV的系统主要由电动机、内燃机、电池组、电力电子设备(如逆变器和转换器)以及能量管理系统组成。这些组件通过动力分配装置(如离合器或行星齿轮机构)实现并联连接,使得内燃机和电动机可以独立或共同驱动车辆。
二、控制策略分类
1. 动力模式控制:这是决定车辆是纯电行驶、纯油行驶还是混合动力行驶的关键。根据电池电量、行驶速度、负载需求等因素,系统会自动选择最佳模式。
2. 能量回收控制:在减速或制动过程中,电动机可作为发电机,将车辆的动能转化为电能存储在电池中,提高能源利用率。
3. 发动机启动/停止控制:优化内燃机的启停时机,降低怠速时的燃油消耗。
4. 电池充电控制:管理电池充电过程,防止过充或过放,延长电池寿命。
三、控制策略设计目标
1. 经济性:通过优化动力系统工作点,降低燃油消耗,提高行驶里程。
2. 环保性:减少尾气排放,满足严格的环保标准。
3. 驾驶性能:提供平顺的动力输出,满足驾驶员对加速、舒适性和操控性的需求。
4. 电池健康状态(SOH)管理:维持电池在最佳工作状态,确保电池性能稳定。
四、控制算法
常见的控制算法包括模型预测控制(MPC)、模糊逻辑控制(FLC)、神经网络控制等。这些算法可以根据实时路况、驾驶行为和车辆状态,预测未来性能并作出最优决策。
五、具体实施
控制策略的实现通常涉及以下几个步骤:
1. 数据采集:获取车辆状态(如车速、电池电压、发动机转速等)和环境信息(如道路坡度、温度等)。
2. 状态估计:基于传感器数据,估计系统关键参数的状态。
3. 决策制定:根据预设的目标函数和约束条件,确定最优的控制指令。
4. 执行与反馈:将控制指令发送给动力系统执行,并通过反馈机制调整控制策略。
六、未来发展趋势
随着电气化和智能化技术的发展,未来的控制策略将更加智能和自适应,利用大数据和云计算等技术进行实时优化。此外,考虑到驾驶者的行为模式和偏好,个性化控制策略也将成为研究热点。
并联式插电混合动力汽车的控制策略研究是提高其性能、效率和环保性的关键。通过深入研究和不断优化,我们可以期待这种汽车在未来发挥更大的潜力,为可持续交通贡献重要力量。